Mark W Stirling

（GNS Science，P.O.Box 30368，Lower Hutt，New Zealand）

地震危險性圖與客觀檢驗：來自危險性圖編制者的觀點＊

Mark W Stirling

（GNS Science，P.O.Box 30368，Lower Hutt，New Zealand）

最近，美國《地震研究快報》的“觀點”欄目中刊載了Seth Stein、Robert Geller和Mian Liu的一篇文章（Seism.Res.Lett.，2011，82（5）：623-626），題為：“是假設(shè)有誤還是運氣不佳：地震危險性圖為什么需要客觀檢驗”（見本期第23頁譯文——編者注）。文中指出，就預(yù)報近期的毀滅性地震而言，概率地震危險性（Probabilistic Seismic Hazard，PSH）模型可謂表現(xiàn)不足，并提出有必要對這些模型進行客觀檢驗。本文作為對那篇文章的回復(fù)，表達了一位地震危險性圖（中國通常稱“地震區(qū)劃圖”——譯者注）編制者的觀點。

1 PSH模型：預(yù)期用途

首先我想澄清，Stein及其同事所提及的PSH模型不是預(yù)報工具。研發(fā)這些工具的目的是為工程設(shè)計規(guī)劃提供重現(xiàn)期很長的（例如幾百年到幾千年）災(zāi)害危險性評估，而不是提供即將發(fā)生地震的短期（例如幾個月到幾年）概率。PSH模型的合理應(yīng)用實例體現(xiàn)在以下幾個方面：樓房建造（通常500～2 500年重現(xiàn)期）、核設(shè)施和水壩的開發(fā)（一般≥10 000年重現(xiàn)期）。針對這些重現(xiàn)期所編制的危險性圖，其顯示出的像美國西部和新西蘭這樣的地區(qū)的危險性水平通常會大為不同，反映出這些地區(qū)震源的未來預(yù)期活動會有差異。人們通常預(yù)期：與遠離主要板塊邊界斷層的地點相比，靠近這些斷層的地點將會經(jīng)歷更多的地震，所以出現(xiàn)這些差異是符合邏輯的。這一信息對于工程規(guī)劃非常有用，例如制定像《國際建筑規(guī)范》這樣的荷載標準。源自PSH模型的風險評估還可以分散利用，如用于描繪正在引起關(guān)注的地點或地區(qū)的最有可能的（或最沒有可能的）地震場景，區(qū)域管理部門以及其他部門經(jīng)常根據(jù)這些情景為應(yīng)對將來的地震災(zāi)害做出規(guī)劃。然而，要想使這些PSH模型具有提供短期地震預(yù)報的實際能力，還需要將相關(guān)預(yù)測模型整合到PSH模型架構(gòu)之中。一些看起來很有希望的相關(guān)工作已經(jīng)在美國加州、新西蘭和其他地方展開，但這些工作仍處于初級階段，因為目前對普通PSH方法還沒有實質(zhì)性更新。

Stein等的確提出了一些有關(guān)PSH模型性能的非常有效的問題。雖然我說過這些模型不打算用作預(yù)測工具，但像最大震級和預(yù)期地面運動這樣的模型參數(shù)確實應(yīng)該充分涉及一個特定區(qū)域內(nèi)觀測到的任何事件。就這一點而言，日本的PSH模型低估了2011年3月11日MW9.0東北部地震的震級。2010年9月4日新西蘭坎特伯雷達菲爾德（Darfield）MW7.1地震發(fā)生在一條從前不為人知的斷層上，這反映出我們對新西蘭的那一地區(qū)還不完全了解。然而，地震活動分布模型或背景地震活動模型在一定程度上對此次地震做出了解釋，該模型為這一震區(qū)設(shè)定的最大震級為MW7.2。地震活動分布模型的主要目的是允許有地震發(fā)生在未知的震源，新西蘭的情況正是如此。一些PSH模型已經(jīng)邁出了更大的步伐，它們將廣泛的認知不確定性全都納入模型的每一個組件，用以解釋一切可能的突發(fā)事件。例如，美國“加州統(tǒng)一地震破裂預(yù)測3.0版”（Californian UCERF3）將斷層震源上的幾何學特征凡是能結(jié)合的幾乎都結(jié)合起來，并利用地震學和大地測量數(shù)據(jù)來界定分布的地震活動速率的范圍。

2 PSH模型檢驗

最后，有必要說明一下，針對PSH模型客觀檢驗的研究工作幾年來一直都在向前推進。“地震可預(yù)測性研究國際合作項目”（The Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability）一直都在著力研究有著廣泛應(yīng)用的檢驗策略和方法，一些合作項目還致力于基于地面運動的檢驗手段的研發(fā)，用以對新西蘭和美國國家地震危險性模型進行檢驗。全球地震模型（Global Earthquakemodel）——一項世界范圍的地震風險及損失模擬計劃——將檢驗和評估作為整體模型研發(fā)中必不可少的一部分納入其中。美國尤卡山（Yucca Mountain）地震災(zāi)害模擬已經(jīng)研發(fā)了一種“災(zāi)害空間定點”的新方法，用于考慮對重現(xiàn)期很長的地面運動進行一切可行的約束。GEM和尤卡山項目是對PSH模擬進行更加全面分析的范例，因而也是未來需要開展的項目的范例。畢竟，最能經(jīng)得起時間考驗的將是從整體著眼的、多用途的、經(jīng)過檢驗的模型。

譯自：Seismological Research Letters，March／April 2012，83（2）：231-232

原題：Earthquake hazard maps and objective testing：The hazard mapper’s point of view

（中國地震局地球物理研究所 左玉玲 譯）

（譯者電子信箱，左玉玲：yulingzuo＠yahoo.com.cn）

P315.7；

D；

10.3969／j.issn.0235-4975.2012.04.007

2012-03-19。