地震窗是一些频度较高、地震丛集的小区域,如一些大震的余震区、经常发生小震群的区域等。这些区域对构造应力场的变化比较敏感,其地震频度或应变能等的异常变化有可能反映周边区域的应力场变化,从而可用以提取周围区域发生中强地震的前兆信息(中国地震局监测预报司,2020)。早期研究发现华北邢台、海城、唐山3次强震的余震序列可作为监视华北地区中强以上地震孕育的“窗口”(王泽皋,1979;姜秀娥等,1982)。
在震情跟踪过程中,发现四川及邻区中强地震前,2008年汶川MS 8.0和2013年芦山MS 7.0地震均有显著余震发生。因此,研究汶川、芦山余震区显著余震与四川及邻区中强地震的关系,对四川地区震情趋势研判具有重要意义。
2 研究内容选取2013年以来汶川、芦山余震区17次M≥4.5余震和四川及邻区16次M≥5.5地震作为研究对象,将同一次M≥5.5地震对应的M≥4.5余震约定为一组,最终得到13组M≥4.5余震。将时间较近的强余震或同一次M≥4.5余震后对应发生的M≥5.5地震作为一组,最终得到10组M≥5.5地震。系统梳理了汶川、芦山M≥4.5晚期余震与四川及邻区M≥5.5地震的对应情况,并对其预报效能进行统计检验,试图为四川及邻区中强地震的短期预测提供参考依据。
3 研究结果为便于分析M≥4.5余震与四川及邻区M≥5.5地震的对应关系,挑选余震区M≥4.5余震后1年内四川及邻区发生的M≥5.5地震,并计算余震与对应地震的时间间隔。详细信息列于表 1。结果显示,在余震区13组M≥4.5余震中,有10组于震后1年内对应四川及邻区M≥5.5地震,对应率达77%,表明余震区M≥4.5余震对四川及邻区M≥5.5地震具有较强的预测意义。
为了分析对应地震的优势发震区域,图 1给出16次M≥5.5对应地震的空间分布。
由图 1可见,除2013年甘肃岷县—漳县6.6/5.6级、西藏左贡—芒康6.1级和云南德钦—四川得荣5.9级地震外,其余对应地震集中分布在巴颜喀拉块体中东部(7次)和川滇交界东侧(5次)。分析认为,汶川和芦山余震区位于巴颜喀拉块体和华南块体的交界地带,巴颜喀拉块体东向运动受华南块体阻挡,2个余震区是应力变化的敏感区域。因此,可把汶川和芦山余震活动作为监测巴颜喀拉块体、川滇交界东侧强震发生的一个“窗口”。
3.2 优势发震时间分析为了分析对应地震的优势发震时间,图 2给出10组M≥5.5对应地震与最近1次M≥4.5余震的时间间隔。由图可见,除2021年青海玛多MS 7.4和2018年四川兴文MS 5.7地震的间隔时间为213天和95天外,其余8组M≥5.5对应地震均发生在70天以内,占比80%,表明汶川、芦山M≥4.5余震发生后,对应M≥5.5地震的优势发震时间为70天内。根据长—中—短—临异常的划分,可将汶川、芦山M≥4.5晚期余震作为四川及邻区中强震预测的短期指标。
2013年1月至2021年12月,四川及邻区共发生M≥5.5地震16次,其中报对16次,漏报0次,虚报3次。本研究预测规则为,余震区发生M≥4.5余震后,分别预测未来30天、90天、180天和365天内四川及邻区可能发生M≥5.5地震的情况。表 2给出不同预测时间的预测效能评分R值。
使用R值评分法进行效能评价,R>0代表该指标效能高于随机预测,具有预测意义;当R≥R0时,表明该指标预测效能通过显著性检验。其中R0表示考虑报准率和漏报率时,置信度为97.5%的最低R值。由表 2可知,预测窗长为30天和365天时,R<R0,未通过统计检验;预测窗长为90天和180天时,R>R0,通过统计检验,且最佳预测时间为70天。因此,汶川、芦山M≥4.5晚期余震可作为判断四川及邻区未来70天内是否发生M≥5.5地震的预测指标。
4 结论系统分析了2013年以来汶川、芦山M≥4.5晚期余震与四川及邻区M≥5.5地震的对应情况,结果表明,汶川、芦山M≥4.5晚期余震可作为四川及邻区M≥5.5地震的短期预测指标,优势发震区域为巴颜喀拉块体中东段和川滇交界东侧,优势发震时间为M≥4.5晚期余震发生后70天内。这一短期指标对四川地区的震情趋势研判具有重要意义。
中国地震局监测预报司. 测震分析预测技术方法工作手册[M]. 北京: 地震出版社, 2020.
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王泽皋. 邢台余震频度增高及以后发生的华北强震[J]. 地震学报, 1979, 1(2): 150-153. |
姜秀娥, 单锦芬, 徐京华, 等. 华北强地震余震震群应力场"窗口"效应[J]. 西北地震学报, 1982, 4(4): 41-46. |