地震是地球内部运动的一种复杂动力学过程,除了弹性应变能的积累,还有外部空间环境因子的影响和触发。尤其是当地球内部应力积累达到临界状态时,作为外部扰动之一的日月引潮力,由于其在地球内部产生的潮汐应力积累速率比构造应力大2个数量级,就有可能加速断层破裂触发地震(Heaton,1975)。多年观测事实表明,众多中强地震前,震源区及周边区域小震多发生于具有特殊月相的日期。基于此,秦保燕等(1983)首次引入小震调制比概念,用以衡量发生在特殊月相的受调制小震在数量上的变化。当调制小震增多形成调制比异常时,说明研究区处于强震背景下。因此,震前受调制的小震数量变化可以反映当前应力状态,对地震预报有一定意义(郭增建,1995)。
2 研究内容调制比是确定了调制阴历日期后,计算在一定时空范围内调制小震数目与小震总数目之比,记为:Rm = m/N,其中m、N分别为某一时段调制地震个数和小震总数量。该方法用简单的统计获得震前区域小震调制特征,从而预测发震时刻及位置。
利用调制比方法,选用秦保燕等(1986)指出的引潮力较大的朔日和望日前后4天为调制日期,计算并分析2021年云南地区(21°—29°N,97°—106°E)小震调制比的时空变化及演变过程。选用云南地区2020年2月至2022年2月ML≥3.0地震快报目录,剔除其中MS≥5.0地震序列的余震,共得到ML 3.0—4.9地震439次,以2°为窗长,1°为滑动步长,1年为时间窗,1个月为滑动步长,进行时空扫描,据孙楠等(2021)的研究,以Rm≥0.57为调制比异常,分析小震调制比与研究区域中强地震的相关性。
3 研究结果2021年云南及邻区共发生5次MS≥5.0地震,震中分布在滇西—滇西北、滇南及邻区,而当年小震调制比异常出现在滇西北和滇西南地区,分析两区域小震调制比时空演化特征,讨论小震调制比异常与云南地区中强地震的关系。
3.1 滇西南调制比异常时空演化特征滇西南地区自2021年3月开始出现小震调制比异常高值,随后经历了异常区域扩大、高值区域集中且调制比异常高值逐渐上升的演化过程,并在8月达异常峰值(图 1,图 2)。随后异常高值回落,异常区域收缩。在异常演化过程中,滇南及邻区发生2次5级以上地震。分析认为,双柏MS 5.1地震在异常过程中发震,但震中位置在异常区外围,且震后未影响调制比演化格局,调制比异常仍维持上升趋势,表明该地震的发生与调制比异常关系不大;而老挝MS 6.0地震发生在异常峰值回落之后,震中位置虽不在异常峰值附近,但仍处于异常区域边缘,且震后异常区域逐步收缩并维持稳定状态,表明该地震的发生与小震调制比异常相关。
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图 1 滇西南地区调制比异常高值变化曲线 Fig.1 Variation curve of modulation ratio high-value anomaly in southwest Yunnan |
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图 2 2021年8月云南地区小震调制比空间分布 Fig.2 Spatial distribution of small earthquake modulation ratio in Yunnan in August, 2021 |
滇西北地区自2021年4月开始出现小震调制比异常高值,随后异常区域扩大,高值区域迅速集中,并在5月达峰值(0.8),持续4个月后于8月回落且异常区收缩(图 2,图 3)。在异常演化过程中,滇西北地区发生2次5级以上地震。分析认为,漾濞MS 6.4地震虽发生在异常峰值时段,但震中距异常区域较远,且震后异常持续发展,因此认为此次地震的发生与异常关系不大;而宁蒗MS 5.5地震在异常峰值回落后发生,震中位于异常高值区附近,且震后异常区域逐步收缩并维持稳定状态,因此认为此次地震的发生与小震调制比异常相关。
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图 3 滇西北地区调制比异常高值变化曲线 Fig.3 Variation curve of modulation ratio high-value anomaly in northwest Yunnan |
2021年云南及邻区5次MS ≥5.0地震中有3次未发生在异常区域,与调制比异常关系不大,仅老挝MS 6.6和宁蒗MS 5.5地震的发生与该区小震调制比异常相关。2次地震的共性特征为:震中位置在异常区内,且均发生在小震调制比峰值回落趋于平稳阶段(6个月内),同时异常区域收缩且无继续发展趋势。
4 结束语研究结果表明,并非每个地震前都会出现小震调制比异常,但异常出现后,异常区域附近短期内发震紧迫性增加,可为研究区地震危险性判定提供依据。
感谢中国地震台网中心韩颜颜副研究员为本研究提供程序软件。
郭增建. 调制模式和调制比在地震预报中的意义[J]. 国际地震动态, 1995, 11061106(3): 1-6. |
秦保燕, 姚立珣, 徐纪人, 等. 西海园地区小震调制比特征[J]. 西北地震学报, 1983, 11061106(Z1): 1-5. |
秦保燕, 汪进, 姚立, 等. 由调制小震法初探中、强地震时空强预报[J]. 地壳形变与地震, 1986, 6(4): 293-304. |
孙楠, 付虹, 彭关灵, 等. 云南地区强震前小震调制比特征分析[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42(5): 82-89. |
Heaton T H. Tidal triggering of earthquakes[J]. Geophys J R Astron Soc, 1975, 43: 307-326. DOI:10.1111/j.1365-246X.1975.tb00637.x |