地震预警处理中的不确定性分析初步研究

发布时间：2020-11-12 04:20

　　 地震预警系统是一种新兴的减轻灾害的有效手段,由于其高度时效性的要求,所使用的信息具有以下特性:(1)触发台站的有限性;(2)台站波形信息的有限性;(3)数据处理高度的实时性和自动化。事件的判别、震相的捡拾、震级实时估计、地震实时定位以及地震动预测均具有一定的不确定性,共同导致了地震预警信息具有一定的不确定性。本文针对如何量化地震预警信息的不确定这一问题,做了如下工作:(1)使用基于贝叶斯理论的地震预警震级实时估计方法,结合历史地震信息和地震监测台站提供的实时波形信息,有效的量化了实时估计震级的不确定性,并对影响实时估计震级的不确定性因素进行了研究。研究结果表明,不同的震级实时计算方法t_p~(max)、τ_c和P_d均能够与贝叶斯理论相结合,进行震级实时估计,此外台网密度、历史地震先验信息、地震记录的质量和台站的井上或井下数据均会对实时估计震级的不确定性产生影响。(2)使用改进的“着未着”方法,充分利用已到台和未到台的信息,有效的量化了实时地震定位的不确定性。通过研究发现,网内、网外地震以及台站未捡拾到P波这几种情况均会对实时地震定位的不确定性产生影响。(3)使用对数正态分布的数学模型量化了地震动预测方程的不确定性。使用地震动参数的不确定性分析方法量化实时估计得到的PGA的不确定性,并将该方法应用于北海道地震中,结果证明,地震动参数的不确定性分析方法能够针对不同的目标位置、不同的PGA阈值,实时给出PGA的超越概率,量化地震动参数的不确定性。并比较了实时估计震级的不确定性、实时地震定位的不确定性和地震动预测方程的不确定性对得到的地震动参数不确定性结果的影响。研究表明,实时地震定位的不确定性对结果基本没有影响,实时估计震级和地震动预测方程的不确定性对结果影响程度相同。
【学位单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P315.75
【部分图文】：

地震总次数有关的常数，它随地区的变化而变化；b 表的关系。数 f(m)是指同一潜在震源区内地震发生的概率与震级为频度-震级关系（G-R 关系），表达式为 minmaxmin maxmin max0 ,mMMeM m Me em M M = in为地震活动性参数的震级上限和起算震级，β 为地震比例关系的系数，可以由 G-R 关系中描述地震大小与，具体公式为 β=b*ln10。震级上限是指该地区可能发震级是指对场点有破坏性影响的最小震级，参考 HiroR 关系的研究成果，Mmin、Mmax和 β 值分别取 4、8 和2-7，得到先验概率函数 f(m)的变化规律如图 2-2 所示：

图 2-3 震级的概率密度分布台站触发且得到的 值为 0.55 时，震级的概率密度如有 2 个台站触发且得到的 值均为 0.55 时，震级的概线所示；当有 3 个台站触发且得到的 值均为 0.55 时如图 2-3 中绿色的线所示。（图 2-4,2-5,2-6 中不同颜色的所表示的含义相近，故不做解释）。密度最大的点所对应震级为震级的均值，震级的离散程度方差如表 2-1 所示：表 2-1 使用 参数估计震级的均值与方差均值 方差n=1 5.91 0.46

0移记录(使用高通 Butterworth 滤波器进行滤波，其低频截止频P 波触发时刻定为 0 时刻，积分区间为(0，τ0)，一般取 τ0=3s。u(2006,2008)利用中国台湾地区、南加州、及日本等地数据统 τc之间的关系：3.373*lg 5.787 0.412W cM = + 得到均值 μln(τ)和标准差 σln(τ)为ln( )ln( )-5.787= *ln103.3730.09*ln10WM = 级 MW和 τc之间的统计关系为 MW=3.373*lgτc+5.787±0.412，因震时，根据统计关系 τc的值应该在 1.156~1.157，选择 τc值为验证。得到的验证结果如图 2-4 所示：
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本文编号：2880240