文章快速检索    
  地震地磁观测与研究  2021, Vol. 42 Issue (2): 190-191  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.058
0

引用本文  

张立. Molchan图表法在云南地区地震异常预测统计中的应用[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42(2): 190-191. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.058.
ZHANG Li. Application of Molchan chart method in seismic anomaly prediction statistics in Yunnan area[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2021, 42(2): 190-191. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2021.02.058.

基金项目

云南省地震局科技人员“传帮带”项目(项目编号:C2-201702)

作者简介

张立, 女, 云南省地震局高级工程师, 主要从事地震预报、地下流体等研究工作。E-mail: ynzl63@163.com
Molchan图表法在云南地区地震异常预测统计中的应用
张立     
中国昆明 650224 云南省地震局
关键词Molchan图表法    统计检验    云南    
Application of Molchan chart method in seismic anomaly prediction statistics in Yunnan area
ZHANG Li     
Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China
Key words: Molchan chart method    statistical tests    Yunnan    

近年来,全球地震可预测性合作研究CSEP计划(Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability)取得较好的应用和发展,中国是该计划的主要参与国。该计划采用可比较的数据,使用统一的计算规则及严格的统计检验,获取地震异常的可预测性。其中Molchan图表统计检验方法(简称Molchan图表法)预测效果较好,在我国应用较多,需要相关科研人员熟悉并掌握。

Molchan图表法使用异常的时空占有率τ和漏报率ν来进行统计评分,最佳预测效果对应在最大预测成功(v →0)下付出最小代价(τ→0)。计算中τ值往往根据预测检验要求的不同而进行加权处理。

G空间划分成等尺寸不重叠的网格(Gii = 1,…,k),加权后“异常时空占有率”τw可表示为

$ \tau_{w}=\sum\limits_{i=1}^{k} w_{i} \tau_{i} \quad \sum\limits_{i=1}^{k} w_{i}=1 \quad\left(w_{i} \geqslant 0\right) $ (1)

时空占有率τ和漏报率ν的概率增益关系为

$ \text { Gain }=\frac{1-v}{\tau} $ (2)

Gain越大,预测效果越好,若τv曲线接近于直线,则Gain=1,表示无统计意义,即用概率增益Gain来表示预测效果相对随机分布的优势。

利用Molchan图表法,对预测效果进行检验,通过不断降低预测的概率阈值,分别计算τ和相应的漏报率ν(τ),在Molchan图表中绘制τν曲线,其中τ∈[0,1],ν∈[0,1]。对于地震预测效果的评估,可直观比较τν曲线与Molchan图表边界线在τ = 0和ν = 0时所包围的面积,面积越小,则预测效果越好。

以云南大姚井水位上升异常为例,采用Molchan图表法,定量化检验云南大姚井水位上升异常与大姚周边地区1993年以来中强以上地震的对应关系,见图 1,其中地震选取原则如下:MS 5.0—5.9地震震中距小于200 km,MS 6.0—6.9地震震中距小于300 km,MS 7.0以上地震震中距小于500 km。将预测概率阈值由大到小滑动进行验算,根据预测概率阈值确定时间占有率τ和漏报率ν,得到τν曲线(计算时,定点流体资料只涉及时间,未涉及空间,故占有率τ为时间占有率),结果见图 2

图 1 大姚井周边地震的空间分布 Fig.1 Spatial distribution of earthquakes around Dayao well
图 2 大姚井水位异常的Molchan检验结果 Fig.2 Molchan test results of abnormal Dayao well water level

大姚井水位水位上升异常观测数据日均值Molchan统计检验结果显示,该井水位对MS≥6.0地震预测效能较好,结果是检验线与横纵坐标线所包围的面积较小,大部分数据点Gain>2。而对于MS≥5.0地震预测效能不理想,基本在Gain线Gain=1附近。大姚井水位采用Molchan图表法进行异常检验,对其周边地区MS≥6.0地震检验效果较好,可为未来中强地震发生的地点和强度预测提供一定参考依据。

参考文献
蒋长胜, 吴忠良. 对地震预测的一个统计物理算法在川滇地区的回溯性预测检验[J]. 中国科学(D辑), 2008, 38(7): 852-861. DOI:10.3321/j.issn:1006-9267.2008.07.007
Molchan G M. Strategies in strong earthquake prediction[J]. Phys Earth Planet Inter, 1990, 61(1/2): 84-98.
Molchan G M. Space-time earthquake prediction: the error diagrams[J]. Pure and Appl Geophys, 2010, 167: 907-917. DOI:10.1007/s00024-010-0087-z