甘肃测震台网监测能力及地震目录完整性分析
2012-09-15冯建刚蒋长胜韩立波陈继锋
冯建刚蒋长胜韩立波陈继锋
1)中国兰州730000中国地震局兰州地震研究所
2)中国北京100081中国地震局地球物理研究所
甘肃测震台网监测能力及地震目录完整性分析
冯建刚1)蒋长胜2),韩立波2)陈继锋1)
1)中国兰州730000中国地震局兰州地震研究所
2)中国北京100081中国地震局地球物理研究所
区域地震台网监测能力的科学评估,是进行区域地震活动性和地震危险性分析的重要基础,最小完整性震级Mc是表征台网监测能力的关键.本文以甘肃测震台网的地震观测报告和区域地震目录为基础资料,分析了甘肃及邻区地震监测能力在时、空上的分布特征,利用“震级-序号”法、“最大曲率”法(MAXC)、拟合度分别为90%和95%的拟合优度检验法(GFT)及“完整性震级范围”法(EMR)等,研究了甘肃区域地震目录最小完整性震级Mc的时、空分布特征.结果表明,1980年以来甘肃测震台网的地震监测能力得到了逐步提高,模拟记录时期和“九五”期间甘东南地区的地震监测能力明显高于祁连山地震带中西段,“十五”测震台网运行后,甘肃及邻区的地震监测能力的空间差异明显缩小.最小完整性震级Mc和监测能力的时空分布特征具有较好的一致性.随着台网的改造,Mc逐步降低,“十五”台网运行后,甘肃及邻区的ML1.8以上地震基本完整.此外,还讨论了相关技术规范对区域台网地震目录的影响,并且提出了消除该影响的科学途径和有效方法.该研究结果可为甘肃及邻区地震活动性分析和地震危险性评价等相关研究提供参考.
完整性震级Mc震级-频度分布 甘肃测震台网 完整性震级范围
Abstract:The minimum magnitude of completeness(Mc)in earthquake catalogues,which reflects the monitoring capability,plays an important role in studying seismicity and assessing seismic hazards.Based on the observation bulletins and earthquake catalogues in Gansu region,we analyzed temporal and spatial variation of seismic network monitoring capability by using magnitude-order number,maximum curvature(MAXC),goodness-of-fit test(GFT)and entire magnitude range(EMR)methods.The results show that the monitoring capability has been significantly improved since 1980.The monitoring capability in the southeastern region of Gansu was considerably better than that in Qilian seismic belt during the"analog"recording period and the“9th Five-Year Plan”period.During the“10th Five-Year Plan”period(2001—2005),the spatial differences in earthquake monitoring capability near Gansu and its adjacent areas were significantly decreased.The spatial and temporal distribution of Mcis consistent with that of the monitoring capability.With the upgrading of seismic stations,the minimum magnitude is gradually lowered.Mccould reach as low as ML1.8 in Gansu and its adjacent areas during the“10th Five-Year Plan”period.In addition,we also discuss the effect of relevant provisions on regional earthquake catalogues and propose a way to eliminate the effect.The results can provide references for analyzing seismic activity and assessing seismic hazards in this region.
Key words:minimum magnitude of completeness;magnitude-frequency relation;Gansu seismic network;EMR
引言
区域地震台网监测能力的科学评估,是台网进一步优化布局的基础,也是利用地震观测数据进行地震活动和地震危险性分析的基础.地震目录的最小完整性震级Mc是表征地震台网监测能力的重要参数,被定义为监测能力覆盖时空范围内100%的地震事件可被检测到的最低震级(Rydelek,Sacks,1989;Taylor et al,1990;Wiemer,Wyss,2000).对Mc的科学评估,是大多数地震活动和地震危险性分析中最关键的因素之一.例如,根据地震发生率的瞬态变化研究与应力、应变相关联的地震静态和动态触发现象(Gomberg et al 2001;Stein,1999),地震定标率研究(Knopoff,2000;Main,2000),时间相依的地震危险性分析(Wiemer,Wyss,2002),以及余震序列研究(Enescu,Ito,2002;Woessner et al 2004)等.
由于地震台站空间分布的非均匀性、震相数据信噪比的时空复杂变化和定位过程中观测数据的人为选择等因素,即使“最好的”地震目录也存在监测能力的非均匀性和不一致性(Woessner,Wiemer,2005;蒋长胜等,2008).Mc的一个微小变化,可导致完整性震级以上的地震数目发生显著变化.以祁连山地震带“古浪窗口”(刘小凤等,2003)2008年6月—2010年12月的地震为例,当震级下限由ML1.6变为ML1.7时(ΔMc=0.1),地震数目的变化达到14.8%;如果震级下限由ML1.5变为ML1.8(ΔMc=0.3),地震数目的变化则高达36.1%.地震数目的改变,将直接影响地震活动性参数和地震危险性评价的结果.
甘肃及邻区地处青藏块体东北缘,是我国构造活动强烈、强震活动主体区域之一.甘肃区域测震台网自1954年开始布设测震台站,1980年开始逐步形成并正式产出区域台网小震目录.本文结合甘肃测震台网不同阶段的台站分布和观测条件变化情况,利用地震观测报告资料,分析地震监测能力的时空分布特征.在此基础上,利用“震级-序号”法、“最大曲率”(maximum curvature,简写为MAXC)法、拟合度分别为90%和95%的拟合优度检验(goodness-of-fit test,简写为GFT)法和“完整性震级范围”(entire magnitude range,简写为EMR)法等,分析区域地震目录Mc的时间演化和空间分布特征,讨论影响其变化的关因素,为甘肃及邻区地震活动性分析和地震危险性评价等相关研究提供参考.
1 甘肃测震台网监测能力分析
1.1 测震台站和区域小震活动分布情况
1954年起,中国科学院地球物理研究所在甘肃省境内开始布设测震台站.1954—196年主要建设了兰州、天水、武威、张掖、玉门等初级测震台站.1964—1968年主要架设了一些临时测震台站.自1969年开始,逐步建成甘肃省区域台网和强震台网.1975年开始选建兰州有线传输地震台网.1976年8月—1983年12月,陆续在甘肃中南部建成了岷县临夏等14个有线传输的测震台站;为了提高祁连山地震带中西段的地震监测能力,又分别在武威和张掖选建了两组无线遥测地震台网,实现了地震信息的快速传递和集中记录处理,标志着甘肃区域测震台网的初步形成(甘肃省地方史志编纂委员会,1991).自1980年起,甘肃测震台网开始产出甘肃区域测震台网的地震目录.
1980—2010年,甘肃测震台网经历了两次较大的改造升级,可分为3个时期:1980年1月—2000年5月为模拟记录时期,其中1980年1月甘肃测震台网共有32个模拟记录台站,20世纪90年代模拟记录台站数目最多达41个;2000年6月—2008年5月为“九五测震台网运行时期,“九五”数字化测震台网正式运行后,保留了12个模拟记录台站,新架设了21个数字化台站,测震台站共33个,此后模拟台站逐步停止运行,测震台站的总数与模拟记录时期相比有所减少;2008年6月“十五”甘肃测震台网运行后,甘肃测震台网由兰州、高台等5个有人值守的国家数字地震台和39个区域遥测数字地震台组成,同时可根据甘肃省及邻区地震定位的实际需求调用邻省(宁夏、陕西、四川、青海、内蒙)数字化测震台站数据(截止2009年4月共调用了邻省41个台站的数据).“十五”甘肃测震台网运行后,有效地克服了甘肃行政区划狭长而导致测震台站布局不合理的现状,大大提高了甘肃测震台网的地震监测能力.考虑到甘肃台网的监测能力的阶段性差异,地震监测能力的逐步提高,在分析监测能力和区域地震目录最小完整性震级Mc的时空特征时,本文将按照上述3个阶段分别进行讨论.
受印度板块北推碰撞欧亚大陆的主动力控制,同时受到相对稳定的阿拉善地块、鄂尔多斯地块的阻挡,甘肃及邻区的构造活动主要以NE向挤压-逆冲和走滑-旋转为主要特征是构造活动和应力场的敏感部位(丁国瑜,卢演俦,1991),地震活动频度高、强度大.该区历史上共发生7级以上地震15次,其中8级地震4次.1900年以来共发生4次7级地震2次8级地震.1980年1月1日—2011年5月31日,甘肃测震台网共记录到小震4632次,其分布如图1所示.
1.2 甘肃测震台网监测能力的时空特征
为了考察甘肃测震台网不同时期的总体地震监测能力,这里分阶段讨论震级与参与地震定位的台站数之间的关系.选取震级窗长和滑动步长均为0.2个震级单位,统计震级与参与定位台数的关系.图2给出的不同阶段统计结果显示,随着震级的增大,参与定位的台站数增多,地震数最多的震级档可定性反映不同阶段Mc的情况.其中模拟记录时期M约为ML2.0—2.2,“九五”和“十五”阶段Mc降至ML1.8—2.0,显示了甘肃及邻区的地震监测能力逐步提高的过程.
为进一步了解甘肃测震台网监测能力随时间的变化情况,考察了各震级档定位台站平均数随时间的变化.使用时间步长为1年、逐年滑动,按0.2个震级单位进行震级分档仅考虑时间窗、震级档内地震数不低于3次的情况,统计各震级档定位台站平均数.由图给出的统计结果可见,1980—1995年甘肃测震台网台站数逐渐增多,定位所用台站数逐步增长;1995—2000年,运行的台站数有所减少,与当时开展的数字化测震台站改造有关但记录的最小震级逐步降低,同震级档定位台站数有所增加,显示了监测能力得到增强2000年之后,台站数字化改造完成,模拟台站逐步停止运行,台站总数减少,但记录最小地震震级进一步降低,同震级档定位所用台站数进一步增加,表明数字化改造在提高地震监测能力方面作用显著;2008年“十五”数字地震观测网络项目完成后,甘肃测震台网台站数量显著增多,记录最小地震震级进一步降低,小震级档定位所用台站数进一步增加,表明地震监测能力得到了进一步改善.另外,2008年ML4.0以上地震的定位台站平均数目不高,主要是由于汶川余震序列所致.甘肃“十五”测震台网2008年6月正式开始运行,月记录到余震区的地震仅能利用省内有限的台站,所以导致定位台站平均数减少,造成突变,如图3所示.
图3 甘肃测震台网各震级档定位台站平均数目随时间的变化图中色块为所在时间段、相应震级档定位台站平均数,空白格点为地震数不足3次的情况,黑色曲线为甘肃测震台网地震台站数目随时间的变化曲线Fig.3 Variation of the average number of stations used in Gansu with time The color blocks denote the number of stations used,blank grids indicate the cases with less than 3 earthquakes,and the black curve shows the number of seismic stations in Gansu versus time
1980年以来,甘肃测震台站在空间分布上极不均匀.为考察甘肃测震台站监测能力在空间分布上可能的差异性,研究了不同震级档定位台站平均数随经度的变化情况.沿经度采用0.2°窗长、0.1°滑动,震级采用0.2个震级单位分档,并统计不低于3次地震的情况由图4给出的不同阶段的统计结果来看,模拟记录时期和“九五”时期定位台站平均数随经度的变化比较明显,由西向东震级逐渐降低,与台站的分布密度(图1)有较好的一致性表明祁连山地震带中西段地区的地震监测能力明显低于甘东南地区.“十五”台网运行后地震监测能力在空间上的差异明显缩小.
2 甘肃及邻区整体Mc的EMR方法估计
基于地震目录和统计地震学的Mc计算方法,主要基于震级不小于Mc的地震在震级频度分布上满足G-R关系(Gutenberg,Richter,1944)的假定:lg N=a-b M(其中,N为≥M的累积地震数,a和b为常数).当震级-频度分布中能够最好地满足G-R关系时,对应的最小起始震级即为Mc.现有的基于G-R关系计算Mc的方法包括EMR方法(Woess ner,Wiemer,2005)、MAXC方法(Wiemer,Wyss,2002)、拟合度分别为90%和95%的GFT方法(Wiemer,Wyss,2002)及“b值稳定性”(Mcby b-value stability,简写为MBS)方法(Cao,Gao,2002)等.
图4 甘肃测震台网不同震级档定位台站平均数随经度的变化情况图中色块对应所在位置、相应震级档定位台站平均数,空白格点为地震数不足3次的情况Fig.4 Variation of the average number of stations used for location with longitude at different stages The color blocks denote the number of stations used,blank grids indicate the cases with less than 3 earthquakes
由于计算Mc的不同方法基于的假设不同,结果存在一定差异.Woessner和Wieme(2005)将EMR方法与其它基于G-R关系的方法对比研究表明,EMR方法对理论和实际地震目录的拟合情况均好于其它方法.本文将采用EMR方法对甘肃及邻区最小完整性震级Mc进行估计.EMR方法更为接近真实地估计Mc,对震级高于Mc的采用幂律分布,并使用最大似然法估计a值和b值(Aki,1965);而对于震级低于Mc的则采用正态累积分布函数q(M|μ,σ)来描述作为震级M函数的检测能力,q(M|μ,σ)表示地震台网对某一震级下检测一次地震的概率(Woessner,Wiemer,2005):
式中,μ是50%的地震被记录到时对应的震级,σ为相应的标准差.其中较高的σ值对应台网监测能力的快速下降.当M≥Mc时检测概率为1.参数μ和σ采用最大似然估计.EM方法的最佳模型定义为数据拟合中对参数μ,σ,a和b的对数似然函数最大化.对Mc的不确定度ΔMc一般使用bootstrap方法(Efron,1979;Chernick,1999;韩立波等,2012)的蒙特卡罗近似来估计(Schorlemmer et al,2003;Woessner,Wiemer,2005).
将1980年1月1日—2011年5月31日甘肃测震台网区域地震目录作为一个整体,采用EMR方法测定总体的最小完整性震级Mc,并采用bootstrap方法进行200次重复采样估算ΔMc.计算得到最小完整性震级Mc为ML2.2,ΔMc为0.01,如图5所示.由于198年以来甘肃测震台网发展过程中地震监测能力的空间差异较大,区域内整体的Mc结果不能直接用于地震活动性和地震危险性分析,尚需进行分时段、分区域的细致研究.
图5 甘肃及邻区地震目录最小完整性震级Mc分析分别给出了累积和非累积的震级-频度分布以及相应的理论拟合结果.黑色倒三角箭头标出Mc的位置,子图中还给出了EMR方法参数的最大似然估计值MLE在ML1.8—3.0之间的变化情况Fig.5 Completeness minimum magnitude(Mc)analysis from earthquake catalogue for Gansu and adjacent areas Cumulative,non-cumulative magnitude-frequency distribution and corresponding theoretical fitting results are given.Downward-pointing black triangle denotes position of Mc.Sub-graph shows the maximum likelihood estimates(MLE)from EMR method in the range of ML1.8—3.0
3 最小完整性震级Mc的时间演化分析
Mc随时间的演化能够揭示出测震台网发展过程中的更多细节.在研究方法上,由于EMR方法要求计算所用地震目录在构造上有相关性和合理性,因此多用于Mc的空间分布特征研究;而在时间特征研究中,常使用其它基于G-R关系的方法.本研究中,将采用定性评估的“地震-序号法”(Ogata et al,1991),定量评估的MAXC方法和拟合度分别为90%和95%的GFT方法(Wiemer,Wyss,2000)研究Mc随时间的演化特征(李志海等2011).由于存在不同方法同时使用、结果不唯一情况下的优选问题,设定优先级为GFT-95%>GFT-90%>MAXC,选取可计算且优先级高的Mc-best为最终结果.由于原理相对简单,在地震发生序号坐标轴上能够揭示更多的影响因素,本文将采用上述方法考察甘肃测震台网地震目录Mc随时间的变化情况.
“地震-序号法”按地震发生时间的先后顺序排序,考察不同震级的地震数密度分布来定性分析Mc,其中地震数密度较大的位置对应的震级即是最小完整性震级.使用地震序号,而不是地震发生时间,主要是为避免“丛集事件”的影响(蒋长胜,吴忠良,2011)MAXC方法将震级-频度曲线的一阶导数最大值对应的震级作为Mc,而GFT方法通过搜索给定的实际与理论震级-频度分布的拟合程度确定Mc.图6给出了各方法的计算结果由图可见,甘肃及邻区Mc的定性与定量分析结果基本一致,随着测震台网的改造升级而逐渐降低,不同阶段内的Mc相对稳定.1980年1月—1988年12月甘肃区域台网没有编报ML2.5以下的地震,导致该时段的Mc较高.1993年左右(第3 500—8 500次地震)出现多档震级“空档”的现象,缺少ML1.3,ML2.1,ML2.9和ML3.6震级档的地震,可能与当时进行的震级换算有关①姚同福.2011.个人通讯..
图6 甘肃及邻区最小完整性震级Mc随时间的变化上图为震级-序号分布,下图为用地震密度表示的震级-序号.图中各曲线分别对应MAXC方法,拟合度分别为90%和95%的GFT方法,以及按照GFT-95%>GFT-90%>MAXC的优先级选取“最佳”Mc的Mc-best结果Fig.6 Variation of minimum magnitude of completeness in Gansu region with time The upper shows magnitude-order number distribution;the lower shows the order number expressed in earthquake density.Curves correspond to MAXC,GFT95%and 90,and the“best-Mc”results
2000年6月甘肃“九五”测震台网数字化改造完成后(第13300次地震),MAXC方法和拟合度分别为90%和95%的GFT方法分析的Mc降至ML0.1,这与实际的地震监测能力不符.甘肃测震台网数字化改造完成后,区域地震目录增加了单台记录的地震.由于单台记录的地震无法进行准确定位,在地震目录中仅给出记录台站的经纬度.从ML0.5以下地震的年频度图(图7a)和空间频度扫描图(图8)可以看出,频度变化与“九五”台站台网改造的时间点吻合.同时,ML0.5以下地震的空间集中区域的中心点与“九五”测震台站位置非常吻合,这部分地震大部分是“九五”台网时期记录的.“十五”台网运行后,单台记录的地震不再给出地震的经纬度,ML0.5以下地震随着监测能力的提高频度反而减少.由此可见,“九五”期间ML0.5地震的增加不是区域监测能力的真实反映.
由图6可见,2008年汶川8.0级地震的余震序列对甘肃及邻区Mc的影响十分显著Mc在汶川8.0级地震发生后的短期内明显升高,之后逐渐降低.这种影响的可能原因与巨大地震后主震面波信号较强将同时期发生的小地震信号淹没,造成小震记录的信噪比降低,从而导致Mc显著提高(Iwata,2008)有关.此外,由图6可见,在31 400次地震之后Mc突然升高,恢复到汶川8.0级地震前的结果,这与2008年6月甘肃测震台网对汶川余震区的ML4.0以下地震不再进行编目有直接关系.同时,与2008年8月发布,10月执行的中国地震局《测震台网运行管理细则》①,②,③ 中国地震局监测预报司.2008.中省级台网中心对本省行政区划30km以外的地震不进行编目的规定有一定关系.此次突升之后,Mc稳步降低,显示了“十五”台网运行后在地震监测能力提升中逐步成熟,发挥作用的过程.
4 最小完整性震级Mc的空间分布特征
为考察甘肃及邻区Mc和不确定度ΔMc的空间分布特征,根据甘肃测震台网1980年以来的改造情况,分为3个阶段进行分析.考虑到“九五”期间区域地震目录中有震级相对较低的单台地震记录,1980年1月—2008年5月仅选择ML0.5以上地震;2008年6月“十五”测震台网运行后,《测震台网运行管理细则》②与编目空间范围的规定台网的实际监测能力不符,因此,Mc和不确定度ΔMc的空间分布计算中采用了全国各区域台网统一编目的中国地震台网中心《中国地震月报目录》.计算中,空间扫描采用0.1°×0.1°的空间网格划分,以空间每个格点为圆心选择地震进行EMR方法计算,设定最小空间半径rmin=5km,最大半径rmax=100km,地震数目下限设为50次,ΔMc的bootstrap重采样次数设为200次.计算获得的不同时段甘肃及邻区Mc和ΔMc的空间分布如图9所示,不同时段M的空间扫描结果与台站密度的空间分布(图1)具有较好的一致性.模拟记录时期和“九五期间甘肃省界以外Mc明显高于省界以内,祁连山地震带中西段的最小完整性震级Mc明显高于甘东南地区,ΔMc空间差异较大,这与相应时段测震台站的分布密度和布局密切相关.祁连山地震带测震台站的分布密度比甘东南地区低.同时,模拟记录时期和“九五”期间甘肃测震台网对省内地震的监测能力比省外高.“十五”测震台网运行后,甘肃及邻区地震监测能力得到了整体的大幅度提高,有效地克服了甘肃行政区划狭长而导致测震台站布局不合理的现状,Mc和ΔMc的空间差异与“模拟”和“九五”时期相比明显减小,省界内外的地震监测能力的差异明显缩小,甘肃及邻区的绝大多数地区ML1.8以上地震基本完整
“十五”台网运行后,虽然Mc的空间分布(图9c)仍存在一定差异,较明显的是嘉峪关以西和平凉矿震区Mc明显高于邻区.嘉峪关以西地区Mc较高与台站分布密度相对稀疏有关,而平凉矿震区由于2001年以来爆破和采矿诱发地震频发(杨国栋等,2006),按照《测震台网运行管理细则》③中对低于ML2.5的非天然地震事件不编目的规定,自2010年月矿震区的ML2.5以下事件整体不进行编目,可能导致漏记部分天然地震,故Mc高于邻区.平凉矿震区的这种爆破、采矿诱发地震和天然地震混杂地区所面临的事件区分问题也一直是地震观测中的难点.
5 讨论与结论
本文对位于青藏高原东北缘的甘肃测震台网监测能力进行了研究,通过对台网各阶段发展过程中的监测能力的科学评估,为地震观测系统的进一步优化布局、地震观测产品用于地震预测预报研究和地震危险性分析提供基础参考.
图9 甘肃及邻区Mc和ΔMc的空间分布(a),(b),(c)为Mc的空间扫描结果;(d),(e),(f)为ΔMc的空间扫描结果.(a),(d)1980-01-01—2000-05-31;(b),(e)2000-06-01—2008-05-31;(c),(f)2008-06-01—2010-10-31Fig.9 Spatial distribution of McandΔMcin Gansu and adjacent areas(a),(b)and(c)are mapping results of Mc;(d),(e)and(f)show mapping results ofΔMc;(a)and(d)for 1980-01-01—2000-05-31;(b)and(e)for 2000-06-01—2008-05-31;(c)and(f)for 2008-06-01—2010-10-31
文中分析了台网发展不同阶段震级与定位所用台站数的分布关系,各震级档定位台站平均数随时间的演化和空间分布差异性,考察了监测能力的总体时空分布特征.利用“震级-序号”法、MAXC法、拟合度分别为90%和95%的GFT方法、EMR法等,研究了甘肃区域地震目录最小完整性震级Mc的时、空分布特征.结果表明,甘肃区域测震台网自1980年正式运行以来,在2000年6月“九五”区域数字化测震台网改造完成,2008年6月“十五”台网的运行等各阶段,地震监测能力逐步提高,布局得到显著优化,空间差异明显缩小.最小完整性震级Mc与甘肃测震台站密度的空间分布具有较好的一致性.“模拟”和“九五”期间甘肃省界以外地震完整性震级Mc明显高于省界以内,祁连山地震带中西段的最小完整性震级Mc明显高于甘东南地区.“十五”测震台网运行后,甘肃及邻区的ML1.以上地震基本完整.此外,台网发展的不同阶段内Mc除了与监测能力有关外,还受到显著地震事件、相关技术规范的明显影响.
与根据台站布设进行的测震台网理论监测能力评估不同,基于统计地震学的Mc方法利用的是台网的实际数据产品对监测能力进行反映,管理规定、技术规范和应用情况等人为因素、特殊事件发生的客观因素等均会影响真实的台网监测能力.而类似平凉矿震区的天然与非天然事件区分等问题更涉及地震学的基础科学问题.此外,本文所采用的基于G-R关系的Mc评估方法的缺点是,需要依赖一定数量的地震发生,对弱震、少震区无法开展,而实际上这些地区并不代表测震台网无监测能力(韩立波等,2012).相关工作可参照如“基于概率的完整性震级”(probability-based magnitude of completeness)的方法(Schor lemmer,Woessner,2008)和“贝叶斯完整性震级”(Bayesian magnitude of completeness)方法(Mignan et al,2011)等进行评估,这是未来可进一步开展的工作.
本项工作得到了中国地震局“地震分析预测研究青年工作组”、中国地震局2011年度交流访问学者计划,中国地震局地球物理研究所“监测预报交流访问学者”计划的支持.本研究所用的《中国地震月报目录》由中国地震台网中心提供,《甘肃区域台网月报目录》和地震观测报告由甘肃省地震局监测中心提供.马宏生博士、邵志刚博士、龙锋、郑勇博士、王伟涛博士、姚同福副研究员给予了重要指导和有益讨论,中国地震局地球物理研究所“CSEP中国检验中心原型系统”为本研究提供了计算条件,研究中使用了ETH研发的ZMAP软件包,在此一并致谢.
丁国瑜,卢演俦.1991.中国岩石圈动力学概论[M].北京:地震出版社:142--153.
甘肃省地方史志编纂委员会.1991.甘肃省志(十二卷)地震志[M].甘肃人民出版社:136--160.
韩立波,蒋长胜,李艳娥,郭祥云.2012.用于地震可预测性研究CSEP计划的南北地震带地区地震最小完整性震级M研究[J].地震,32(1):17--27.
蒋长胜,吴忠良,李宇彤.2008.首都圈地区“重复地震”及其在区域地震台网定位精度评价中的应用[J].地球物理报,51(3):817--827.
蒋长胜,吴忠良.2011.玉树M S7.1地震前的中长期加速矩释放(AMR)[J].地球物理学报,54(6):1501--1510.
李志海,蒋长胜,黄瑜,王宝柱.2011.新疆地区地震目录完整性分析和台网科学布局研究[J].地震学报,33(6 763--775.
刘小凤,梅秀苹,张小美.2003.青藏高原北部地区地震窗口特征及其预报意义[J].西北地震学报,25(4):359--364
杨国栋,吴永信,徐辉.2006.2001年以来华亭小震活动增强现象的研究[J].西北地震学报,28(2):163--166.
Aki K.1965.Maximum likelihood estimate of b in the formula log N=a-bM and its confidence limits[J].Bull Earth quake Re Inst,Tokyo Unive,43:237--239.
Cao A M,Gao S S.2002.Temporal variation of seismic b-values beneath northeastern Japan island arc[J].Geophys Re Lett,29(9):1334,doi:10.1029/2001GL013775.
Chernick M R.1999.Bootstrap Methods:A Practitioner’s Guide[M].Wiley-Interscience Publication,USA:1--25.
Efron B.1979.Bootstrap Methods:Another Look at the Jackknife[J].The Annals of Statistics,7(1):1--26.
Enescu B,Ito K.2002.Spatial analysis of the frequency-magnitude distribution and decay rate of aftershock activity the 2000 Western Tottori earthquake[J].Earth Planet Space,54:847--859.
Gomberg J,Reasenberg P,Bodin P,Harris R.2001.Earthquake triggering by seismic waves following the Landers an Hector Mine earthquakes[J].Nature,411:462--466.
Gutenberg R,Richter C F.1944.Frequency of earthquakes in California[J].Bull Seism Soc Amer,34:185--188.
Iwata T.2008.Low detection capability of global earthquakes after the occurrence of large earthquakes:Investigation the HarvardcmT catalogue[J].Geophys J Int,174:849--856.
Knopoff L.2000.The magnitude distribution of declustered earthquakes in Southern California[J].Proc Nat Acad Sci 97:11880--11884.
Main I.2000.Apparent breaks in scaling in the earthquake cumulative frequency-magnitude distribution:Fact or artifact[J Bull Seism Soc Amer,90:86--97.
Mignan A,Werner M J,Wiemer S,Chen C C,Wu Y M.2011.Bayesian estimation of the spatially varying completene magnitude of earthquake catalogs[J].Bull Seism Soc Amer,101:1371--1385.
Ogata Y,Imoto M,Katsura K.1991.3-D spatial variation of b-values of magnitude-frequency distribution beneath th Kanto district,Japan[J].Geophys J Int,104:135--146.
Rydelek P A,Sacks I S.1989.Testing the completeness of earthquake catalogues and the hypothesis of self-similarity[J Nature,337:251--253.
Schorlemmer D,Neri G,Wiemer S,Mostaccio A.2003.Stability and significance tests for b-value anomalies:Examp from the Tyrrhenian Sea[J].Geophys Res Lett,30(16):1835,doi:10.1029/2003GL017335.
Schorlemmer D,Woessner J.2008.Probability of detecting and earthquake[J].Bull Seism Soc Amer,98:2013--2117
Stein R S.1999.The role of stress transfer in earthquake occurrence[J].Nature,402:605--609.
Taylor D W A,Snoke J A,Sacks I S,Takanami T.1990.Nonlinear frequency-magnitude relationships for the Hokkaid corner,Japan[J].Bull Seism Soc Amer,80:340--353.
Wiemer S,Wyss M.2000.Minimum magnitude of complete reporting in earthquake catalogs:Examples from Alaska the Western United States,and Japan[J].Bull Seism Soc Amer,90:859--869.
Wiemer S,Wyss M.2002.Mapping spatial variability of the frequency-magnitude distribution of earthquakes[J].Ad Geophys,45:259--302.
Woessner J,Wiemer S.2005.Assessing the quality of earthquake catalogs:Estimating the magnitude of completene and its uncertainties[J].Bull Seism Soc Amer,95(4):684--698.
Woessner J,Hauksson E,Wiemer S,Neukomm S.2004.The 1997 Kagoshima(Japan)earthquake doublet:A quantit tive analysis of aftershock rate changes[J].Geophys Res Lett,31:L03605,doi:10.1029/2003/GL018858.
Ⅰ
Analysis on the monitoring capability of seismic networks and completeness of earthquake catalogues in Gansu region
Feng Jiangang1)Jiang Changsheng2),Han Libo2)Chen Jifeng1)
1)Lanzhou Institute of Seismology,China Earthquake Administration,Lanzhou 730000,China
2)Institute of Geophysics,China Earthquake Administration,Beijing 100081,China
10.3969/j.issn.0253-3782.2012.05.006
P315.6
A
地震科技星火计划(XH1026Y)和国家科技支撑计划课题(2012BAK15B01)联合资助.
2011-09-22收到初稿,2012-02-16决定采用修改稿.
http:∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2021.P.20120830.1419.001.html
冯建刚,蒋长胜,韩立波,陈继锋.2012.甘肃测震台网监测能力及地震目录完整性分析.地震学报,34(5):646--658
Feng Jiangang,Jiang Changsheng,Han Libo,Chen Jifeng.2012.Analysis on the monitoring capability of seism networks and completeness of earthquake catalogues in Gansu region.Acta Seismologica Sinica,34(5):646--658.