徐偉進(jìn)

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081）

（作者電子信箱，徐偉進(jìn)：wjxuwin＠163．com）

近幾十年來，隨著地震臺(tái)網(wǎng)建設(shè)的完善，世界各國(guó)均積累了大量的地震目錄資料。如何將地震目錄資料直接應(yīng)用于地震危險(xiǎn)性分析中是目前地震學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。已有學(xué)者提出多種空間光滑方法將地震目錄資料直接應(yīng)用于地震危險(xiǎn)性分析中，然而，對(duì)于與地震危險(xiǎn)性分析密切相關(guān)的地震時(shí)空統(tǒng)計(jì)分布的研究卻相對(duì)滯后，缺乏堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。為了探討如何科學(xué)合理地將地震目錄資料直接應(yīng)用于地震危險(xiǎn)性分析中，我們根據(jù)中國(guó)大陸的地震目錄資料，在對(duì)地震目錄進(jìn)行完整性分析和采用不同除叢方法進(jìn)行余震刪除的基礎(chǔ)上，對(duì)地震發(fā)生的時(shí)間、空間統(tǒng)計(jì)分布特征做了系統(tǒng)、深入的研究，并定量研究了余震時(shí)空叢集對(duì)地震危險(xiǎn)性分析的影響。

首先，我們采用定量統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)我國(guó)儀器記錄地震和歷史破壞性地震的完整起始年限做了分析，得到了完整的地震目錄，以此作為研究地震時(shí)空統(tǒng)計(jì)分布特征的基礎(chǔ)資料。

對(duì)于時(shí)間分布特征研究，我們以地震區(qū)為研究單元，采用時(shí)空窗法和基于ETAS模型的隨機(jī)除叢法 兩種余震刪除方法對(duì)地震序列中的余震進(jìn)行了刪除。使用χ2檢驗(yàn)、K－S檢驗(yàn)、游程檢驗(yàn)對(duì)刪除余震后的主震目錄進(jìn)行了一般時(shí)間獨(dú)立性檢驗(yàn)，然后又進(jìn)一步使用擴(kuò)散熵分析及時(shí)間K－function法對(duì)主震目錄的時(shí)間相關(guān)性和時(shí)間叢集性進(jìn)行了嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明，我國(guó)大陸地震事件的發(fā)生具有時(shí)間獨(dú)立性，即地震發(fā)生在時(shí)間上遵從泊松過程，且是典型的非平穩(wěn)泊松過程。

在地震空間分布特征的研究上，我們采用 “Cellular Seismology”法并輔以Wilcoxon－test和Spearman Rank Correlation test等統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，對(duì) “未來地震發(fā)生在已發(fā)生地震附近”這一假設(shè)進(jìn)行了驗(yàn)證分析。通過對(duì)我國(guó)8個(gè)地震區(qū)和22個(gè)地震帶的檢驗(yàn)研究，結(jié)果表明“未來地震發(fā)生在已發(fā)生地震附近”是一個(gè)真實(shí)、可測(cè)量的物理現(xiàn)象，即空間分布的地震活動(dòng)性資料可以作為未來地震潛在震源區(qū)的界定，這也意味著我國(guó)地震空間分布呈現(xiàn)叢集模式。進(jìn)一步地，我們使用K－function空間點(diǎn)模式分析工具，以Neyman－Scott空間叢集模型為基本模型，分析了中國(guó)大陸地區(qū)地震點(diǎn)空間分布模型，結(jié)果表明，我國(guó)地震空間分布符合廣義Thomas模型。

最后，我們定量研究了余震時(shí)空叢集對(duì)地震危險(xiǎn)性分析的影響。我們采用蒙特卡洛方法，以ETAS模型為地震活動(dòng)性模型模擬地震目錄，以基于空間光滑地震活動(dòng)性模型的地震危險(xiǎn)性分析方法計(jì)算地震峰值加速度，分析了余震對(duì)地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明，余震對(duì)50年超越概率10%水平下峰值加速度的影響均值為6%左右，最大為18%左右，并且超越概率水平越高，余震影響越大。此外，文中我們還提出了一種在地震危險(xiǎn)性分析中考慮“強(qiáng)余震產(chǎn)生的地震動(dòng)值超過主震產(chǎn)生的地震動(dòng)值”對(duì)地震危險(xiǎn)性影響的計(jì)算方法。計(jì)算結(jié)果表明，強(qiáng)余震對(duì)某些場(chǎng)點(diǎn)的地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果的影響可能達(dá)到60%以上。

本文的研究可以為我國(guó)直接采用地震目錄資料進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析提供理論基礎(chǔ)；進(jìn)一步加深對(duì)我國(guó)地震時(shí)空分布特征的認(rèn)識(shí)和了解；明晰余震時(shí)空叢集對(duì)地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果的影響。