h值和h’值在2016年門源Ms 6.4級(jí)地震序列中的應(yīng)用

馬茹瑩，孫麗，蘇維剛，張朋濤

(青海省地震局，青海西寧 810001)

h值和h’值在2016年門源Ms 6.4級(jí)地震序列中的應(yīng)用

馬茹瑩，孫麗，蘇維剛，張朋濤

(青海省地震局，青海西寧 810001)

通過h值和h’值分時(shí)計(jì)算，得出2016年1月21日門源Ms 6.4級(jí)地震序列的h值和h’值隨時(shí)間的變化趨勢，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判定門源Ms6.4級(jí)地震為主震—余震型序列，序列衰減正常；給出地震序列強(qiáng)余震的可能震級(jí)為ML4.3±0.3的預(yù)測結(jié)果。經(jīng)檢驗(yàn)，認(rèn)為h值和h’值方法有助于此次地震序列的快速判定。

地震序列類型判定；強(qiáng)余震預(yù)測；h值；h’值

0 引 言

一次顯著地震發(fā)生后，政府及社會(huì)更加關(guān)注后續(xù)地震活動(dòng)強(qiáng)度和震情趨勢發(fā)展。在極短的時(shí)間內(nèi),給出震后震情的發(fā)展趨勢,快速判定地震類型，給出最大余震震級(jí)的估算，可以為震后決策指揮提供參考依據(jù)。前人在對(duì)中強(qiáng)地震序列的快速判別和強(qiáng)余震的預(yù)測已進(jìn)行了比較深入的研究，如對(duì)P值、b值、h值、k值等地震序列參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)的地震序列在序列類型和其他序列參數(shù)上的確有其特殊性[1-4]；劉正榮等人[4]曾在1978年5月19日大理鳳儀5.3級(jí)地震、1979年7月9日江蘇溧陽6級(jí)地震、1982年7月3日劍川5.4級(jí)地震、1982年12月28日云南省景洪5.4級(jí)地震以及1983年11月7日山東菏澤5.9級(jí)地震等多次地震中通過對(duì)地震序列的h值進(jìn)行震后分時(shí)計(jì)算，成功地判定出序列類型并預(yù)報(bào)了序列中的最大余震震級(jí)。

青海省是我國地震多發(fā)的地區(qū)之一，地震形勢嚴(yán)峻，對(duì)中強(qiáng)地震序列的空間分布和特征參數(shù)等方面的研究也比較系統(tǒng)和全面，但以往主要是根據(jù)歷史地震活動(dòng)資料類比判定地震類型、余震強(qiáng)度和余震活動(dòng)情況，對(duì)h值及h’值的研究還比較匱乏。2016年1月21日門源發(fā)生6.4級(jí)地震后，除了通過對(duì)比1986年門源Ms 6.5級(jí)地震的余震序列特征外，還嘗試通過利用h值及h’值的分時(shí)計(jì)算，得到其在地震序列中隨時(shí)間的變化趨勢和變化特點(diǎn)，為全面了解和把握震情發(fā)展，提供了參考依據(jù)。

本文針對(duì)h值和h’值隨地震序列的變化趨勢進(jìn)行了計(jì)算和分析，旨在探討h值和h’值在此次門源地震序列的快速判定中的作用，為今后青海省中強(qiáng)地震序列的判定提供參考。

1 2016年1月21日門源Ms6.4地震序列基本參數(shù)

根據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)正式測定，2016年1月21日1時(shí)13分，青海省海北州門源縣(37.68°N，101.62°E)發(fā)生Ms 6.4級(jí)地震，震源深度10 km， 截至到2016年2月20日，共發(fā)生ML≥1.0級(jí)余震740次，其中1.0～1.9級(jí)611次，2.0～2.9級(jí)114次，3.0～3.9級(jí)14次，4.0～4.9級(jí)1次。最大余震為2016年1月21日1時(shí)18分24秒ML4.1地震。

2 h值及h’值方法介紹[4,5]

一般而言，當(dāng)h<1時(shí)，判定為前震序列，之后可能有更大或與主震震級(jí)相當(dāng)?shù)牡卣鸢l(fā)生；當(dāng)h>1且M0-0.3>M1時(shí)，判定為主震—余震型序列，根據(jù)h值可計(jì)算后續(xù)最大余震的震級(jí)。而h’值是根據(jù)h值而來，卻與h值的指示意義相反，當(dāng)h’≤1時(shí)，表示地震序列為正常余震序列；h’>1時(shí)，地震序列處于異常狀態(tài)，可能發(fā)生大地震。對(duì)于中強(qiáng)震而言，h’值越大越危險(xiǎn)，一般h’>4時(shí)，就可能發(fā)生大震，但不一定是直接前震；當(dāng)h’>9時(shí)，一般是直接前震[4]。

3 資料處理

在計(jì)算過程中，對(duì)序列目錄采取2種處理方法，即含主震的目錄和不含主震的目錄。一般地，“含主震”主要考慮主震對(duì)序列能量衰減的影響；“不含主震”則反映余震序列本身的衰減特征。

根據(jù)h值的計(jì)算要求，從地震序列中最大震級(jí)地震發(fā)震時(shí)刻算起，根據(jù)序列l(wèi)gN-M圖擬合出最小完整震級(jí)ML1.0作為起算震級(jí)，使用MapSIS軟件對(duì)震后0～2天內(nèi)序列以1 小時(shí)為窗長、步長進(jìn)行掃描；3～7天內(nèi)序列以3小時(shí)為窗長、步長進(jìn)行掃描；8天以上再以1天為窗長、步長進(jìn)行掃描，得到本次門源地震序列主震后30天內(nèi)的h值及h’值變化情況；再將地震目錄中主震(Ms6.4)去除后用同樣方法進(jìn)行掃描計(jì)算，得到不含主震序列30天內(nèi)的h值及h’值變化情況。

4 結(jié)果分析

根據(jù)本次門源地震序列，計(jì)算出h值和h’值(表1)。

表1 2016年1月21日門源Ms 6.4級(jí)地震h值及h’值

如圖2可以看出，“含主震”與“不含主震”的處理方式對(duì)本序列h值和h’值的總體變化趨勢影響不大。對(duì)于h值來說，在主震發(fā)生后的前3天內(nèi)，“含主震”的序列h值比“不含主震”的序列h值下降趨勢稍微要快一些，隨著序列的發(fā)展，這種區(qū)別越來越小，尤其是在主震發(fā)生8天以后，不含主震的參數(shù)幾乎與相對(duì)應(yīng)的含主震參數(shù)變化曲線相重合；而對(duì)于h’值，2種處理方法計(jì)算出的結(jié)果幾乎沒有差別。

本次門源Ms6.4級(jí)地震序列h值在主震發(fā)生后前8天內(nèi)變化較大，主震當(dāng)天和震后第1天h值為3.5，主震后第2天快速下降至2.31(“含主震”)，第3天之后序列h值反復(fù)波動(dòng)變化，但總體呈降低趨勢，且下降趨勢有所減緩，h>2；截至1月26日(主震后第5天),h=2.25；序列h值在主震后第8天開始慢慢趨于穩(wěn)定，并保持在2.1～2.3之間。表明余震頻度的衰減較快，即在主震后較短的時(shí)間內(nèi)，余震便將發(fā)生完畢。

與h值相反，h’值在主震后前7天內(nèi)上升趨勢較為緩慢，在主震后第8天快速上升至2.28，并趨于穩(wěn)定，且h’<4，也表明后續(xù)沒有較大地震發(fā)生的可能性。

圖2 2016年門源Ms6.4級(jí)地震序列h值(a)及h’值(b)的變化特征

王琤琤等[6]經(jīng)過詳細(xì)研究，認(rèn)為利用h值積累實(shí)踐掃描的方法在震后4～5天就可以確定震型，并建議以0.3和0.5為臨界值，0.5以上為非前震型，0.3以下為前震型，0.3～0.5為過渡帶不定。因此，根據(jù)震后第4～5天h值均大于1，且h’<4，初步判斷本次門源Ms6.4級(jí)地震序列為主震—余震型序列，序列衰減正常，短時(shí)間內(nèi)發(fā)生同震級(jí)及以上地震的可能性不大，且發(fā)生強(qiáng)余震的頻次較低。

在主震發(fā)生后第4～5天內(nèi)，根據(jù)h值方法求得本次地震序列強(qiáng)余震的可能震級(jí)在ML4.3±0.3(通常震級(jí)的誤差應(yīng)允許為0.3級(jí)[3])。而實(shí)際上，直到2016年3月22日，本次門源Ms 6.4級(jí)地震在主震后發(fā)生的最大余震震級(jí)為ML4.1，目前檢驗(yàn)認(rèn)為最大余震符合預(yù)測結(jié)果。

5 討論與結(jié)論

(1)在2016年青海門源Ms 6.4級(jí)地震序列中，h值是在經(jīng)歷突降、小幅波動(dòng)變化后于第8天開始趨于平穩(wěn)；與h值相反，h’值在主震后前7天內(nèi)呈上升趨勢，且幅度較小，在第8天快速上升至2.28，并趨于穩(wěn)定；“含主震”與“不含主震”2種處理方法對(duì)本序列h值和h’值的總體變化趨勢基本沒有影響。

(2)根據(jù)震后第4～5天h值均大于1，且h’<4，初步判斷本次門源Ms 6.4級(jí)地震序列為主震—余震型序列，序列衰減正常，短時(shí)間內(nèi)發(fā)生同震級(jí)及以上地震的可能性不大，且發(fā)生強(qiáng)余震的頻次較低。

(3)在主震發(fā)生后第4～5天內(nèi)，根據(jù)h值方法計(jì)算所得2016年門源Ms 6.4級(jí)地震序列強(qiáng)余震的可能震級(jí)為ML4.3±0.3，根據(jù)實(shí)際發(fā)生的地震，檢驗(yàn)認(rèn)為最大余震在預(yù)測范圍之內(nèi)。

從上述結(jié)果中，不難看出，h值尤其是主震發(fā)生后3～5天內(nèi)的h值變化趨勢特點(diǎn)，確實(shí)對(duì)于快速判定本次地震序列類型和最大余震震級(jí)有所幫助。

由于此前在青海地區(qū)中強(qiáng)地震序列的判定過程中，對(duì)h值和h’值的應(yīng)用方面缺乏對(duì)其變化過程及趨勢更為深入和系統(tǒng)的研究，因此計(jì)劃在下一步工作中將對(duì)青海及鄰區(qū)各類中強(qiáng)地震序列h值和h’值進(jìn)行更為細(xì)致深入的認(rèn)識(shí)和了解，從而更好地將h值與h’值應(yīng)用到青海地震預(yù)報(bào)工作中。

致謝：本文在撰寫過程中得到了宋治平研究員、青海省地震局預(yù)報(bào)中心王培玲老師以及其他同事的指導(dǎo)和幫助，在此表示深深的感謝！

[1] 李忠華.云南地區(qū)地震序列的P值和b值變化特征[J].地震，2000，20(4)：74-78.

[2] 孫甲寧，王筱榮，王季達(dá).新疆地震序列參數(shù)初探[J].華南地震，2006，26(3)：61-66.

[3] 劉正榮，孔紹麟.地震頻度衰減與地震預(yù)報(bào)[J].地震研究，1986，9(1)：1-12.

[4] 劉正榮.劉正榮地震預(yù)報(bào)方法[M].北京：地震出版社，2004:1-8, 54-87.

[5] 王瓊，劉正榮.極限時(shí)間法分析2003年中強(qiáng)地震前h’值異常變化過程[J].內(nèi)陸地震，2004，18(2)：138-145.

[6] 王琤琤，程德利，陳興東.地震序列的h值快速震型判別與強(qiáng)余震預(yù)測[J].地震學(xué)刊，1996，63(2)：13-18.

THE APPLICATION OFhVALUE ANDh’ VALUE IN MENYUANMs 6.4 EARTHQUAKE SEQUENCE IN 2016

MA Ruying，SUN Li, SU Weigang, ZHANG Pengtao

(EarthquakeAdministrationofQinghaiProvince,Xining810001,China)

In this paper, thehvalues andh’ values are calculated by time division calculation method, then the trend ofhvalue andh’ value in MenyuanMs 6.4 earthquake sequence on January 21, 2016 are obtained. According to the calculation results, MenyuanMs 6.4 earthquake sequence is determined as mainshock-aftershock sequence types, the sequence attenuation is normal, and the prediction results indicated that the magnitude of strong aftershock isML4.3±0.3. Upon examination, thehvalue andh’ value methods are helpful for determination rapidly of this earthquake sequence.

Earthquake sequence type determination; Strong aftershock prediction;hvalue;h’ value

2016-04-02

青海省地震局2016年地震科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào)：2016B04)資助。

馬茹瑩(1986— )，女(回族)，青海樂都人，助理研究員，理學(xué)博士，主要從事地震活動(dòng)性和地震預(yù)報(bào)工作。

P315.3

A

1005-586X(2016)04-0010-05