基于k-核解析的地震活动网络特征分析

李光光 赵海 何璇 蔡巍 张娅 裴繁东

李光光, 赵海, 何璇, 蔡巍, 张娅, 裴繁东. 2015: 基于k-核解析的地震活动网络特征分析. 地震学报, 37(2): 239-248. doi: 10.11939/jass.2015.02.004
引用本文: 李光光, 赵海, 何璇, 蔡巍, 张娅, 裴繁东. 2015: 基于k-核解析的地震活动网络特征分析. 地震学报, 37(2): 239-248. doi: 10.11939/jass.2015.02.004
Li Guangguang, Zhao Hai, He Xuan, Cai Wei, Zhang Ya, Pei Fandong. 2015: The characteristics of earthquake networks based on k-core decomposition. Acta Seismologica Sinica, 37(2): 239-248. doi: 10.11939/jass.2015.02.004
Citation: Li Guangguang, Zhao Hai, He Xuan, Cai Wei, Zhang Ya, Pei Fandong. 2015: The characteristics of earthquake networks based on k-core decomposition. Acta Seismologica Sinica, 37(2): 239-248. doi: 10.11939/jass.2015.02.004

基于k-核解析的地震活动网络特征分析

doi: 10.11939/jass.2015.02.004
基金项目: 国家自然科学基金项目(60973022)资助.
详细信息
    通讯作者:

    李光光, E-mail: 826331692@qq.com

The characteristics of earthquake networks based on k-core decomposition

  • 摘要: 根据地震活动表现出的网络动力学行为和地震系统所具有的时空复杂性,从复杂网络的角度分析地震活动. 采用基于时空影响域的地震网络构造方法,对地震网络进行k-核解析. 实验结果表明,对地震网络进行k-核解析得到的最高核的节点彼此聚集在一起. 通过分析最高核节点与大地震的位置关系,发现大地震发生的地点与最高核节点所在的位置相邻. 在一些大地震发生前,地震网络的最高核数会迅速增加,在大地震发生时最高核数达到最大值, 大地震发生后最高核数又恢复到稳定状态. 地震网络的k-核解析为我们分析地震系统和研究地震的发生规律提供了一种新的途径.

     

  • 图  1  基于时空影响域的地震网络三维坐标示意图 x轴,y轴和t轴分别表示纬度,经度和时间; 两个圆柱体分别表示地震AC的时空影响域

    Figure  1.  A schematic description of earthquake networks based on space-time influence domain in a three-dimensional coordinate The x-axis,y-axis and t-axis represent latitude,longitude and time,respectively. The two cylinders are space-time influence domain produced by the earthquakes A and C

    图  2  k-核解析图

    Figure  2.  Sketch of the k-core decomposition for a small graph

    图  3  美国加州1992年地震网络的节点核数分布图

    Figure  3.  Distribution of the coreness of earthquake network nodes in California in 1992 Red dots stand for the highest layer nodes,blue dots for lowest layer nodes,and the dots in other colors for the layer nodes between the highest and lowest ones

    图  4  (a) 2012年美国加州地震网络中所有节点的经纬度分布图,最大震级为M5.44; (b) 2012年美国加州地震网络中最高核节点的地理位置分布(中心位置的经度为33.1°N,纬度为115.6°W)

    Figure  4.  (a) Latitude and longitude distribution of all the earthquake network nodes in California in 2012. The max magnitude is M5.44. Red dots represent highest layer nodes,and blue dots represent the other core nodes. (b) Geographical position distribution of the highest layer nodes of California earthquake network in 2012,the central node is located at (33.1°N,115.6°W)

    图  5  美国加州1992年Landers大地震(a)和2010年Guadalupe Victoria大地震(b)的位置与地震网络中最高核位置的关系图

    Figure  5.  Relationship of the positions of the 1992 Landers earthquake (a) and 2010 Guadalupe Victoria earthquake (b) with the position of the highest layer of earthquake network in California. The red dots represent the nodes in the highest layer,the black open circle is the node where appears the strong earthquake,the blue open circles represent the nodes of the other earthquake

    图  6  美国加州1992年Landers大地震位置与每个月地震网络中最高核位置间距离的变化图

    Figure  6.  The distance between the position of 1992 Landers earthquake and the position of highest layer of every month in California

    图  7  地震网络中每个月最高核数的变化 (a) 1992年美国加州Landers大地震和2010年美国加州Guadalupe Victoria大地震发生前后每个月的最高核数变化(横坐标的0表示大地震发生的月份,负数表示大地震发生前的月份,正数表示大地震发生后的月份);(b) 2011—2013年加州地震网络中每个月的最高核数变化(最大震级为M5.44)

    Figure  7.  The monthly change of the highest layer of the earthquake network in California (a) The monthly change of the highest layer of the earthquake network of Landers earthquake in 1992 and Guadalupe Victoria in 2010 before and after the earthquake. The zero of x-axis represents the month when the earthquake happened,the negative represent the month before the earthquake,the positive represent the month after the earthquake;(b) The monthly change of the highest layer from 2011 to 2013 in California (the maximum magnitude is M5.44)

    表  1  加州不同时期的最高核

    Table  1.   The highest layer in different periods in California

    表  2  美国加州不同时期最高核节点的邻居节点的平均核数

    Table  2.   The average coreness of the highest layer’s neighboring nodes at different periods in California

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-18
  • 修回日期:  2014-10-25
  • 刊出日期:  2015-03-01

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