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  地震地磁观测与研究  2022, Vol. 43 Issue (S1): 123-125  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.040
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引用本文  

王蕤, 缪淼, 常莹, 等. 优化交通灯系统在2021年漾濞ML 6.7地震的应用[J]. 地震地磁观测与研究, 2022, 43(S1): 123-125. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.040.
WANG Rui, MIAO Miao, CHANG Ying, et al. Optimization of traffic light system based on AIC and temporary application to 2021 Yangbi ML 6.7 earthquake sequence[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2022, 43(S1): 123-125. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.040.

基金项目

中国地震科学实验场(项目编号:2019CSES0105)

作者简介

王蕤(1993-), 女, 博士研究生, 主要从事统计地震工作。E-mail: 11930870@mail.sustech.edu.cn
优化交通灯系统在2021年漾濞ML 6.7地震的应用
王蕤 1)   缪淼 1)   常莹 2)   陈泓燕 1)   曾志毅 1)   史海霞 3)   韩鹏 1)     
1) 中国深圳 518055 南方科技大学;
2) 中国北京 100160 矿冶科技集团有限公司;
3) 中国北京 100045 中国地震台网中心
关键词交通灯系统    b    赤池信息准则    漾濞地震    
Optimization of traffic light system based on AIC and temporary application to 2021 Yangbi ML 6.7 earthquake sequence
WANG Rui 1)   MIAO Miao 1)   CHANG Ying 2)   CHEN Hongyan 1)   ZENG Zhiyi 1)   SHI Haixia 3)   HAN Peng 1)     
1) Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China;
2) Institute of Mining Engineering, BGRIMM Technology Group, Beijing 100160, China;
3) China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China
Key words: traffic light system    b value    AIC    Yangbi earthquake    
1 研究背景

Gulia和Wiemer(2019)通过对比大地震前后震源附近b值演化过程,将交通灯系统用于大地震后同等级别地震发生的决策问题。但其给定判断阈值为大地震前b值10%的变化,缺少统计检验依据。

2021年5月18日,云南大理漾濞县发生ML 4.7(MW 4.2)地震,19日发生ML 5.0地震,21日发生ML 5.9(MW 5.2)地震,21日发生ML 6.7(MW 6.1)地震。其中,18日ML 4.7、19日ML 5.0地震及ML 5.9地震被认为是ML 6.7地震的前震。此次漾濞系列地震为典型的前震—主震—余震序列,采用基于b值变化显著性评估改进的交通灯系统,对此次漾濞地震序列进行活动性分析,希望可以为大地震序列性质判定提供参考依据。

2 理论基础及研究内容

Gutenberg和Richter(1944)提出古登堡—里克特定律,给出震级频度N和震级M之间的关系:log10N = a - bM,其中a指示了地震活动性,b为斜率。以往研究表明,b值与断层应力成相反关系,低b值指示了高地震风险。交通灯系统是通过对b值的实时监测并对比大震前后b值的变化,并以10%的变化为界,判定地震危险性的一种方法。若大地震后研究区b值高于背景10%以上则为低风险区域,然而,若b值低于背景10%以上则为高风险区域,表明研究区易发生同等强度或更大震级的地震。本研究以2021年漾濞地震序列为例,通过对地震活动进行分析,引入赤池信息准则(AIC),评估地震前后b值的显著性差异,并给出显著概率(Utsu,1992),判断该区地震危险性。

3 研究结果

2021年漾濞地震序列空间分布见图 1。计算研究区b值,并对漾濞地震活动进行时间演化,结果见图 2

图 1 漾濞地震序列空间分布 Fig.1 The spatial distribution of the Yangbi earthquake sequence
图 2 图 1浅蓝框中漾濞地震序列和地震活动的时间演化 (a)震级—时间图;(b)完整性震级的时间演化;(c)b值的时间演化;(d)交通灯系统;(e) b值演化相对震前b值差异为显著的概率。其中(b)、(c)图灰色区域表示误差范围 Fig.2 The temporal evolution of seismicity in the light blue square of Fig. 1

时间b值结果显示,5月18日ML 4.7地震后b值下降,ML 6.7地震后b值上升至背景水平并有所波动(图 2)。应用交通灯系统,发现:在18日ML 4.7地震发生后,b值下降到红色区域内,代表有发生大地震的风险,预告了后续的ML 6.7地震。应用AIC检验b值和背景b值差异的显著性水平,结果表明,18日ML 4.7地震发生后,实时b值相对背景b值下降,显著概率达80%以上,远大于差异概率(背景小于10%)的5个标准差,b值下降显著,指示后续具有大震发生的危险性,ML 6.7地震的发生,验证了该判定准则的有效性。

4 结束语

本研究对基于b值的交通灯系统进行改进,以2021年漾濞地震序列为例进行b值显著性分析,并采用AIC对改进系统进行可靠性检验。结果表明,改进前后的交通灯系统均可用于预测后续主震的发生,且改进后的系统预警信号更显著。

参考文献
Gulia L, Wiemer S. Real-time discrimination of earthquake foreshocks and aftershocks[J]. Nature, Nature Publishing Group, 2019, 574(7 777): 193-199.
Gutenberg B, Richter C F. Frequency of Earthquakes in California[J]. Bull Seismol Soc Am, 1944, 34(34): 185-188.
Utsu T. On seismicity, Report of the Joint Research Institute for Statistical Mathematics[J]. Institude for Statistical Mathematics, Tokyo, Tokyo, 1992, 34: 139-157.