Impact of dynamic stress on aftershock triggering of the 2021 Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake
-
摘要: 选取IRIS远震台站波形数据，反演了云南漾濞MS6.4地震震源破裂过程，计算了断层破裂在近场产生的动态库仑破裂应力变化，并讨论了主震对近场余震活动的动态应力触发作用。结果显示：动态库仑应力演化过程与震源破裂特征反演结果一致，其大小分布与地震序列分布的疏密程度也具有较好的相关性。主震产生的静态和动态库仑破裂应力均促进余震的发生，但相比静态应力，余震位于库仑破裂应力正值区域的比例提高了21%，余震与动态库仑应力变化的正负区域有更好的一致性，动态应力能更好地解释震后余震分布的空间特征。垂直于地震序列主干10 km处出现小震丛集，该现象可能是由主震产生的动态库仑破裂应力占主导作用所致。定量分析主震对余震的动态应力触发结果显示，主震后一周内MS4.0以上的8次余震接收点均受到了动态库仑破裂应力的触发作用。Abstract: Based on the waveform data of IRIS teleseismic station, this paper inversed the focal rupture process of Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake, calculated the dynamic Coulomb rupture stress change caused by fault rupture in near field and discussed the dynamic stress triggering effect of main shock on near-field aftershock activity. The results show that the evolution process of dynamic Coulomb stress is consistent with the inversion results of source fracture characteristics, and its size distribution is also well correlated with the density of seismic sequence distribution. The static and dynamic Coulomb rupture stress produced by the main shock promote the occurrence of aftershocks, but compared with the static stress, the proportion of aftershocks located in the positive Coulomb rupture stress area is increased by 21%, and the positive and negative areas of aftershocks and dynamic Coulomb stress change have better consistency. The dynamic stress can better explain the spatial characteristics of aftershocks distribution after the earthquake. Small earthquakes cluster at 10 km perpendicular to the main trunk of the earthquake sequence, which may be caused by the dominant dynamic Coulomb fracture stress produced by the main earthquake. Quantitative analysis of the dynamic stress triggering of the main shock to the aftershock shows that within one week after the main shock, eight aftershocks receiving points bigger than MS4.0 are triggered by the dynamic Coulomb rupture stress.
-
引言
破坏性地震发生后，主要通过现场调查获取震害信息，这样获取的信息的精度和置信度均较高，然而破坏性地震的影响范围往往很大，现场调查存在工作量大、效率低、信息表达不直观等问题（柳稼航等，2004；张志强等，2018）。鉴于遥感影像覆盖面积大、成本低，具有快速、宏观的特点，因此可作为获取震害信息的一种既经济又快捷的数据来源（王晓青等，2003；Huang et al，2014）。经由高分辨率遥感影像提取的建筑物震害信息可为地震现场救援决策提供高效的数据支持（Turker，Cetinkaya，2005；王龙等，2007）。 “十二五” 计划以来，我国陆续研制发射并投入使用了 “高分一号” （GF-1）、 “高分二号” （GF-2）和 “高分四号” （GF-4）卫星，极大地满足了我国对中高分辨率遥感数据的应用需求。随着国产卫星技术的发展，国产卫星产出的数据质量高、获取简单且成本较低，为防震减灾事业发展提供了强有力的支持。因此研究基于我国国产高分数据的建筑物震害信息提取方法，对提高震害信息获取速度和救援决策效率意义重大。
近年来，研究人员依据建筑物震害特征，提出了多种建筑物震害信息提取方法（Turker，Sumer，2008；Dong，Shan，2013；叶昕等，2016），例如：Yamazaki等（2005）采用目视解译方法进行建筑物震害信息提取；翟永梅等（2015）和赵妍等（2016）采用面向对象方法进行基于高分辨率遥感影像的建筑物震害信息提取；张景发等（2002，2017）就建筑物震害评估和多源遥感特征及机理予以分析；王晓青等（2015）借助遥感手段针对尼泊尔MS8.1地震的建筑物震害信息进行提取和分析。基于遥感影像的建筑物震害信息提取已有诸多成果，也具有很好的应用前景，然而由于该技术的复杂性，使其在现实中的应用受到局限，特别是信息提取的速率、精度及自动化程度等方面亟待提高。
为此，本文拟以分辨率高、获取方便的国内高分卫星遥感影像为基础，考虑人机互补的优势，结合建筑物纹理和形态学特征，研究适用于我国高分卫星数据的建筑物震害信息提取方法，为地震应急决策、灾害损失评估及震后灾区恢复重建等工作服务。
1. 研究区域概况
塔什库尔干塔吉克自治县，简称塔县，隶属新疆维吾尔自治区喀什地区。塔县位于帕米尔高原西部，西昆仑褶皱带的塔什库尔干隆起地带，海拔较高。塔县的地势由西南向东北倾斜，山脉自西南向东北延伸。
2017年5月11日5时58分（北京时间），新疆喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县（37.58°N，75.25°E）发生MS5.5地震，震源深度为8 km。该地震造成塔什库尔干县8人遇难、31人受伤。8名遇难者均在塔什库尔干乡库孜滚村，受该地震影响，库孜滚村的建筑物大面积倒塌毁坏，此地为塔县地震的极灾区，正是本文的研究区域。
2. 建筑物震害检测方法
本文采用地震前后同系列卫星遥感数据，首先完成两景影像精确位置匹配，然后结合纹理和形态学特征方法进行建筑物信息提取，满足一定的精度要求；通过震前、震后建筑物变化检测分析，提取研究区倒塌建筑物的空间分布信息。
2.1 技术路线
图1给出了建筑物震害信息提取的技术路线图，技术路线包括以下几部分：
![]()
图 1 建筑物震害信息提取的技术路线图Figure 1. Technology route line of seismic damage information extraction1） 数据收集及预处理。收集研究区震前震后的高分遥感影像数据、数字高程模型（digital elevation model，缩写为DEM）数据、行政区划数据等，进行影像正射校正、几何校正、影像融合、影像重采样等预处理，完成震前、震后影像空间匹配；然后手动建立居住区为感兴趣区，缩小研究区范围。
2） 纹理分析。采用灰度共生矩阵方法提取建筑物纹理信息，通过对比分析，确定能够突出建筑物信息的纹理特征图像。
3） 二值化及形态学运算。对纹理特征图像进行密度分割，找到建筑物取值范围，进行二值化（林祥国，张继贤，2017），从而提取建筑物的空间分布信息；之后通过形态学运算优化建筑物形态。
4） 精度评价。将通过人工识别的完整建筑物作为地面样本，计算信息提取的总分类精度，并且进行精度评价，人工修改误提、漏提的建筑物区域，使其达到精度要求，为建筑物震害信息提取提供精确数据支持。
5） 建筑物震害信息提取。对震前、震后提取的建筑物空间分布信息进行变化检测，提取完全倒塌的建筑物空间分布信息。
2.2 数据收集
塔县地震发生后，为快速了解灾区灾情，新疆维吾尔自治区地震局应急遥感技术组联系新疆卫星遥感应用中心快速收集地震前后的高分遥感数据，便于快速进行震害信息遥感解译。所获数据为研究区震前2015年9月6日GF-1影像、震后2017年5月13日GF-2影像以及研究区DEM、县驻地、乡驻地、县界、乡界等数据。
2.3 数据预处理
采用正射校正、几何校正、影像融合、影像重采样等方法对震前、震后遥感影像进行预处理，其中正射校正采用30 m DEM数据进行，几何校正以google影像为基础进行。为保证数据的解译效果，本文还进行了影像融合。为保证建筑物震害信息的解译精度，在数据预处理时对震前、震后影像进行几何精校正。由于震前、震后影像的空间分辨率不一致，为保证匹配精度，须将震前影像进行影像重采样，重采样数据的空间分辨率为1 m，然后进行几何精校正，校正误差小于0.5个像元，至此完成震前、震后的影像精确匹配。图2a和图2b分别为预处理后研究区的震前GF-1影像和震后GF-2影像。
![]()
图 2 研究区预处理后的GF卫星遥感影像图（a） 预处理后的震前GF-1影像图；（b） 预处理后的震后GF-2影像图；（c） 裁剪震后的GF-2居住区影像图Figure 2. GF remote sensing images preprocessed in the studied area（a） GF-1 image before earthquake after pre-processing；（b） GF-2 image after earthquake after pre-processing；（c） Clip image of GF-2 residential area after the earthquake为提高建筑物震害信息遥感解译精度和效率，以居住区为目标，手动建立感兴趣区，裁剪研究区影像，减少数据范围及干扰信息。图2c为经过感兴趣区裁剪后的震后GF-2遥感影像图。
2.4 纹理分析
倒塌建筑物和完好建筑物的纹理特征和结构不同：完好建筑物形状规则，房屋边缘纹理清晰；倒塌建筑物的形状和布局发生变化，影像中房屋建筑物破坏截面粗糙、破碎，形状不规则，房屋边缘模糊等。通过提取纹理信息可自动提取建筑物，通过震前、震后建筑物信息对比分析可识别研究区的倒塌建筑物。
灰度共生矩阵法是较为流行的纹理分析方法，也是建筑物检测的最有效方法之一。灰度共生矩阵可以展现像素值在空间的相对位置。通过多种方法对灰度共生矩阵加权计算，可以得到一系列特征统计量来表征区域纹理。Haralick （1979）提出了14种特征统计量，常用的有均值、方差、同质性、对比度、非相似性、熵、角二阶矩、相关性等。
2.5 数学形态学方法
灰度共生矩阵算法能较好地提取建筑物的空间分布信息，但提取结果存在建筑物边缘不平滑、小斑块噪声以及建筑物顶面有孔洞等问题。采用数学形态学方法进行数据处理（王光霞，杨培，2000；翟辉琴，王明孝，2005；欧阳平，张玉方，2009；李金香等，2016），可以得到完整的建筑物顶面信息。
数学形态学基本公式如下：
当二值形态腐蚀时，
$ {{A}}\Theta {{B }} {\text{＝}} \{ {{x}}:{{B}} {\text{＋}} {{x}} \subset {{A}}\} {\text{；}} $
(1) 当二值形态膨胀时，
$ {{A}} \oplus {{B}} {\text{＝}} {[{{{A}}^{\rm{c}}}\Theta \left( { - {{B}}} \right)]^{{c}}} {\text{；}} $
(2) 当二值形态开运算时，
$ {{A}} \circ {B} {\text{＝}} \left( {{{A}}\Theta {{B}}} \right) \oplus {{B}} {\text{；}} $
(3) 当二值形态闭运算时，
$ {{A}} \bullet {{B}} {\text{＝}} \left( {{{A}} \oplus {{B}}} \right)\Theta {{B}} {\text{，}} $
(4) This page contains the following errors:
error on line 1 at column 1: Start tag expected, '<' not foundBelow is a rendering of the page up to the first error.
3. 试验结果及分析
为了更好地说明本文方法中建筑物震害信息提取的效果， 应用上述方法提取研究区建筑物震害信息后，同时使用基于像元级和基于目标级信息提取方法提取建筑物震害信息，并对不同方法所得计算结果进行比较。
3.1 结合纹理和形态学特征的建筑物震害信息提取
采用灰度共生矩阵法对新疆塔县地震极灾区震前、震后遥感影像进行纹理分析，计算了8种特征图像，结果如图3所示。通过对比，采用干扰信息少的对比度特征来提取建筑物纹理信息。
![]()
图 3 建筑物纹理特征图像（a） 均值；（b） 方差；（c） 同质性；（d） 对比度；（e） 非相似性；（f） 熵；（g） 角二阶矩；（h） 相关性Figure 3. Texture feature of buildings（a） Mean；（b） Variance；（c） Homogeneity；（d） Contrast；（e） Dissimilarity；（f） Entropy； （g） Angular second moment；（h） Correlation灰度共生矩阵方法中的尺度、方向及步长所采用的数值不同，计算结果不同，本文采用45°方向、步长为1的参数进行运算。合适的滑动窗口尺度能够更好地展现建筑物信息，本文选取3×3，5×5，7×7，9×9，11×11，13×13窗口尺度进行计算，图4为不同尺度的纹理特征影像。因震前、震后影像的分辨率不同，建筑物纹理特征存在差异，故而对震前、震后影像进行计算时，在参数适用性上也有差异，本文对于震前GF-1影像采用9×9窗口、45°单一方向、步长为1的对比度纹理特征影像进行建筑物信息提取，对于震后GF-2影像采用7×7窗口、45°单一方向、步长为1的对比度纹理特征影像进行建筑物信息提取。
![]()
图 4 不同尺度的对比度特征图Figure 4. Contrast feature images with different scales（a） 3×3；（b） 5×5；（c） 7×7；（d） 9×9；（e） 11×11；（f） 13×13；其次对提取的特征图像进行二值化，确定建筑物的空间分布。因震前、震后影像的拍摄时间不同，传感器也不同，故提取的特征图像中建筑物取值分布不同，采用密度分割法对特征图像进行密度分割，找到震前、震后影像中建筑物分布的纹理特征值，进行二值化，值为1的像元为建筑物数据（图5a，b）。
![]()
图 5 通过密度分割 （a）、二值化 （b）、形态学运算 （c） 的建筑物信息提取Figure 5. Building information extraction by density segmentation （a），binarization （b） and morphological operation （c）数学形态学方法是指通过基于二值化影像开展的膨胀、腐蚀、开、闭等运算，使建筑物边缘更加平滑。因震前、震后影像的分辨率不同，震前、震后建筑物的边缘纹理存在差异，故而在利用数学形态学方法进行数据处理时，震前、震后影像计算参数也不同（图5c）。通过逐步试验，找到最优参数进行建筑物空间分布信息提取。图6给出了本文所提取的研究区震前、震后影像建筑物的空间分布信息。
![]()
图 6 塔县地震前（a）、后（b）的建筑物提取结果图Figure 6. Extraction results of buildings before （a） and after （b） the Taxkorgan Tajik earthquake精度评价（余先川等，2012）是分析建筑物信息提取结果的精度，进而判断提取结果的优劣及是否可用。通过人工选取建筑物感兴趣区域作为地面样本，对建筑物信息提取结果进行精度评价，震前、震后建筑物震害信息提取总精度分别为86.74%和77.78%。震害信息提取总精度较高，研究区无漏提现象，然而存在误提区域，震前、震后影像误提的区域主要为植被区，因植被纹理与房屋建筑物纹理存在相似的区域被误提，同时形态学综合过程中对建筑物边界进行膨胀腐蚀，使得房屋边界有所扩张，扩张区域误提了道路及空地区域。总之，利用本文算法提取的建筑物具有较高的正确率，后续通过人工修正方法对误提区域进行修正，保证后续建筑物震害信息提取的精度要求。
进而对震前、震后提取的建筑物进行变化检测分析，提取建筑物震害信息。因形态学方法在进行建筑物信息综合的过程中对建筑物的边界已经进行了膨胀、腐蚀等运算，本文提取的建筑物边界较实际有所偏移，故而震前、震后建筑物边缘的匹配度欠佳，因此本文仅提取全部倒塌建筑物及新增完好建筑物的信息。
震害信息提取算法为：首先提取与震后建筑物提取结果有交集的震前建筑物的空间分布数据，即为震后未倒塌的建筑物；然后用震前建筑物的提取结果剔除震后未倒塌的建筑物，即为倒塌建筑物的空间分布数据。同理，提取与震前建筑物提取结果有交集的震后建筑物的空间分布数据，用震后建筑物提取结果剔除交集，即为2015年后新建且在震后未倒塌的建筑物的空间分布数据。具体建筑物震害信息提取结果如图7所示。
![]()
图 7 塔县地震后极灾区建筑物震害提取结果图（a） 未倒塌建筑物分布图；（b） 倒塌建筑物分布图；（c） 新建未倒塌建筑物分布图Figure 7. Damage extraction map of buildings in the extreme disaster areas of Taxkorgan Tajik earthquake（a） Distribution of uncollapsed buildings；（b） Distribution of collapsed buildings； （c） Distribution of newly built uncollapsed buildings图7a中东南方较大区域斑块为村委会建筑，塔县地震后库孜滚村的未倒塌建筑物主要集中在村委会以北，尤其是安居富民房区域，房屋均未倒塌。安居富民房屋展现出较好的抗震性能。图7b中倒塌建筑物主要集中在村委会周围及村委会以南，该地区的房屋质量较差，抗震性能低，在地震中成片倒塌，此处为救援重点地区。在进行震前、震后建筑物信息变化检测中，2015年后新建建筑物被提取出来，由于经济水平的提高，该区域近年新建的建筑物质量较好，在地震中展现了较好的抗震性能。在新增建筑物中，位于安居富民房区域内的新增建筑物主要为抗震救灾帐篷搭设区。为更好地安置转移的地震受灾人员，使受灾人员集中便于管理，救灾帐篷搭设在安居富民房屋附近。
3.2 基于像元的建筑物震害信息提取
为了更好地说明本文方法用于震害信息提取的效果，进行了多种方法的对比，选择的方法主要有基于像元级的分类方法和基于目标级的面向对象分析方法，并对不同方法的计算结果进行比较。
像元级分类方法主要是利用地震现场信息及研究区的各类地物特征，结合影像识别地物影像特征及解译标志，并建立分类样本，采用支持向量机（support vector machine，缩写为SVM）方法对影像直接进行像元级信息提取。信息提取结果如图8a所示。
![]()
图 8 支持向量机法（a）和面向对象方法（b）的建筑物震害信息提取结果图Figure 8. Extraction result of seismic damage information of buildings by Support Vector Machine method （a） and by object-oriented methord （b）像元级信息提取是在建立精确地物解译标志及选择合适的信息提取方法的前提下，可以检测出倒塌建筑物的空间分布情况。由图8a可知，由本文方法提取的倒塌建筑物的空间分布情况与基于像元级方法（支持向量机法）提取的结果大致相同，然而基于像元级信息提取所获得的倒塌建筑物（图中红色区域）存在着大量的误检，同时分类结果存在椒盐效应。这是由于建筑物倒塌后占地面积较原始建筑物占地面积大，故而基于像元级信息提取方法提取的倒塌建筑物比本文方法提取结果的面积更大，且提取结果破碎。基于像元级信息提取方法是依据地物光谱信息分类提取的，同一地物光谱信息越集中，与其它地物光谱差别越大，提取效果越好，然而现实中多存在 “同物异谱” 和 “异物同谱” 现象，如倒塌建筑物区域与粗糙裸地的光谱接近，这使得基于像元级倒塌建筑物信息提取结果的误提信息较多，信息提取结果精度偏低。
3.3 基于目标的建筑物震害信息提取
面向对象方法是一种基于目标的分类方法，该方法不再是基于像素尺度进行分类，而是通过多尺度分割将遥感影像分割为多个目标，综合考虑影像空间特征、光谱特征、纹理特征、几何特征等因素，得到较高精度的信息提取结果。
面向对象方法分类的关键是多尺度影像分割技术。选择的分割尺度越小，越易出现误检现象，其原因在于，过小的分割尺度使得地物分割过于破碎，提取结果破碎且效果不佳。相反，选择的分割尺度太大，易出现漏检现象，即建筑物震害信息未被准确提取。其原因是分割尺度太大会使多种地物分割到一起，小斑块的地物容易被分割到周边大斑块地物中，使得建筑物震害信息无法准确地被提取出来。本研究经过反复试验，找到合适的分割尺度进行影像多尺度分割，进而进行面向对象信息提取，结果如图8b所示。
目标级建筑物震害信息提取虽然有效地避免了椒盐效应，所提取的信息相对连续，但仍存在其它地物被错误识别为震害建筑物的问题。这是由于在多尺度分割过程中，倒塌建筑物出现过多的碎块，使得倒塌建筑物本身的形状特征不能很好地参与到分类过程中，导致最终分类结果中有部分植被、农田和裸地被混淆。
3.4 不同方法提取结果的比较
为定量分析试验结果，对本文方法、像元级、目标级信息提取方法分别进行精度评价。本文结合现场调查信息和地震现场无人机影像以及震前google影像，进行无人机影像目视解译，将其作为精度评估样本。无人机影像覆盖区域、目视解译结果与本文提取结果的对比如图9所示，主要覆盖震后完好建筑物分布区域和倒塌建筑物连片分布区域，精度指标采用的总体精度和Kappa系数列于表1。
表 1 不同提取方法分类精度的比较Table 1. Comparison of classification accuracy with different extraction method分类方法 总体精度 Kappa系数 本文方法 90.45% 0.87 支持向量机法 84.67% 0.78 面向对象分析法 85.22% 0.79 ![]()
图 9 无人机影像区域提取结果对比图（a） 无人机影像覆盖区域；（b） 安居富民房航拍区对比结果图；（c） 村委会附近航拍区对比结果图Figure 9. Contrast Map of UAV Image Region（a） UAV images coverage area；（b） Comparison of aerial photography area of the rural housing project in Xinjiang；（c） Comparison of aerial photography area near village committee由表1不难发现，相较单一的像元级和目标级信息提取方法，本文方法的总体精度分别提高了5.78%和5.23%，其中：像元级信息提取方法中，倒塌建筑物主要将农田、裸地误提进来，误提率为7.75%和4.22%；目标级信息提取方法中，倒塌建筑物主要将裸地、农田和植被误提进来，误提率为5.31%，5.05%和2.84%；本文方法提取的建筑物震害信息是基于震前、震后建筑物提取结果对比分析的基础上所获，提取的倒塌建筑物主要为2015年9月后消失的建筑物，但由于在建筑物震害信息提取中未考虑人为因素，存在误提现象。今后尚需结合像元级和目标级震害信息提取方法进行误提部分剔除，进一步提高信息提取精度。
4. 讨论与结论
本文结合纹理和形态学特征方法进行了基于国内高分遥感影像的建筑物震害信息提取研究，提取了2017年5月11日新疆塔县MS5.5地震极灾区库孜滚村在地震前后真实的建筑物空间分布数据，通过变化检测分析，获取了研究区倒塌建筑物空间分布信息，并结合其它方法进行了信息提取结果精度的对比。本文结果表明：结合纹理和形态学特征的方法能较好地提取高分遥感影像中的建筑物信息，本方法对基于国产高分影像进行建筑物震害信息提取具有较高的正确率和鲁棒性；通过对地震前后建筑物提取结果进行变化检测分析，能够有效地提取完全倒塌的建筑物，信息提取总体精度为90.45%；对比单一的像元级和目标级信息提取方法，本文方法的总体精度分别提高了5.78%和5.23%。
本文仍存在一些不足，如本文仅提取了完全倒塌的建筑物，对于部分倒塌及未倒塌但严重破坏的建筑物并未涉及，今后应对不同震害类型进行更加细致的影像特征分析，建立更加丰富的建筑物震害特征库及专家知识库，便于探求新的模型方法，进行多类型震害信息识别，提高震害识别精度。本文建筑物信息提取的总体精度较高，但仍存在误差和噪声，对震害信息检测产生影响。为保证震害信息提取精度，结合人工修正方法效果会更佳。对于不同的震例，震害表现多有不同，不同地区的地物特征多有不同，今后需多加实践检验，根据地物特征及建筑物震害特点进行针对性的信息提取方法设计。
总的来看，结合纹理和形态学特征方法可用于提取高分遥感影像中的建筑物震害信息，在震害严重、救灾任务紧急的情况下，借助国产高分遥感卫星采集极灾区高分遥感影像，通过自动提取方法可以快速获取灾区倒塌建筑物的空间分布情况，为震后快速确定人员压埋点、部署救援力量提供决策依据，提高地震应急救援的时效性。
-
![]()
图 3 云南漾濞MS6.4地震静态应力变化（a）和地震序列密度分布及MS4.0以上余震震源机制（b）
Figure 3. Static stress change of the Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake （a） and density distribution of the earthquake sequence and focal mechanisms of aftershocks above MS4.0
![]()
图 1 云南漾濞MS6.4地震震中区构造背景（a）、地震序列空间分布（b）及剖面上的投影（c）
Figure 1. Tectonic setting （a） of the epicentral area and spatial distribution （b） for Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake sequence and its projection on profile （c）
![]()
图 2 台站分布和P波垂向位移理论图（红线）与观测波形（黑线）的拟合情况（a）以及每2秒破裂快照（b）
Figure 2. Station distribution and the fitting of P-wave vertical displacement theoretical graph （red line） and observed waveform （black line） （a） and snapshot shown every 2 s （b）
![]()
图 4 ∆CFS动态演化
图中百分数表示余震位于动态库仑破裂应力正值区域的比例
Figure 4. Dynamic evolution of ∆CFS
The percentage in the figure shows the proportion of aftershocks in the positive value area of dynamic Coulomb stress
![]()
图 4 ∆CFS动态演化
图中百分数表示余震位于动态库仑破裂应力正值区域的比例
Figure 4. Dynamic evolution of ∆CFS
The percentage in the figure shows the proportion of aftershocks in the positive value area of dynamic Coulomb stress
![]()
表 1 云南漾濞MS6.4地震震源参数
Table 1 Focal mechanism parameters of the Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake
发震日期 震中位置 MW 深度/km 节面Ⅰ 节面Ⅱ 来源 年-月-日 北纬/° 东经/° 走向/° 倾角/° 滑动角/° 走向/° 倾角/° 滑动角/° 25.61 100.02 6.1 15.0 46 78 4 315 86 168 GCMT （2021） 2021-05-21 25.73 100.01 6.1 9.0 135 82 −165 43 75 −9 USGS （2021） 25.69 99.88 5.9 7.8 135 75 −168 42 78 −15 重定位（龙锋等，2021） 
下载: 导出CSV
表 2 云南漾濞MS6.4地震震源附近地壳分层模型
Table 2 Crustal layered model near the seismic source of the Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake
深度/km vP/（km·s−1） vS/（km·s−1） 地壳密度/（g·cm−3） QP QS 0 7.75 4.47 3.37 600 300 4 4.85 2.80 3.37 600 300 16 6.25 3.61 3.37 600 300 22 6.40 3.70 3.37 600 300
下载: 导出CSV
表 3 主震对MS≥4.0余震应力触发情况
Table 3 The stress trigger of the main shock to MS≥4.0 aftershocks
地震序号 与主震震中的
距离/km开始变化
时间/s达到峰值
时间/s∆CFS峰值
/MPa趋于稳定
时间/s稳定值
/MPa应力触发 1 8.67 2.0 3.7 0.13 13 0.09 动态、静态应力触发 2 12.68 1.7 5.3 0.83 16 −0.001 动态应力触发 3 13.49 2.0 5.3 0.47 13 0.01 动态应力触发，静态应力可能触发 4 13.49 1.9 5.7 0.27 14 −0.02 动态应力触发 5 2.22 3.0 3.5 0.39 动态应力触发 6 1.00 1.8 8.4 0.50 12 0.48 动态、静态应力触发 7 8.98 2.0 7.4 0.12 11 0.09 动态、静态应力触发 8 11.17 5.0 7.5 0.18 13 0.02 动态应力触发，静态应力可能触发
下载: 导出CSV
-
常祖峰,常昊,李鉴林,代博洋,周青云,朱家龙,罗宗其. 2016. 维西—乔后断裂南段正断层活动特征[J]. 地震研究,39(4):579–586. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2016.04.007 Chang Z F,Chang H,Li J L,Dai B Y,Zhou Q Y,Zhu J L,Luo Z Q. 2016. The characteristic of active normal faulting of the southern segment of Weixi−Qiaohou fault[J]. Journal of Seismological Research,39(4):579–586 (in Chinese).
郝平,刘杰,韩竹军,傅征祥. 2006. 印尼MS8.7地震对中国大陆3次后续中强地震的动应力触发研究[J]. 地震,26(3):26–36. Hao P,Liu J,Han Z J,Fu Z X. 2006. Dynamic stress triggering of three subsequent moderately strong earthquakes in China’s mainland following the Indonesia MS8.7 earthquake[J]. Earthquake,26(3):26–36 (in Chinese).
冀战波,王琼,王海涛,解朝娣. 2014. 2008年新疆于田MS7.3地震对后续地震的完全库仑应力触发作用[J]. 地震学报,36(6):997–1009. Ji Z B,Wang Q,Wang H T,Xie C D. 2014. Impact of complete Coulomb failure stress changes of the 2008 Xinjiang Yutian MS7.3 earthquake on the subsequent earthquakes[J]. Acta Seismologica Sinica,36(6):997–1009 (in Chinese).
李传友,张金玉,王伟,孙凯,单新建. 2021. 2021年云南漾濞 6.4 级地震发震构造分析[J]. 地震地质,43(3):706–721. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2021.03.015 Li C Y,Zhang J Y,Wang W,Sun K,Shan X J. 2021. The seismogenic fault of the 2021 Yunnan Yangbi MS6.4 earthquake[J]. Seismology and Geology,43(3):706–721 (in Chinese).
龙锋,祁玉萍,易桂喜,吴微微,王光明,赵小艳,彭关灵. 2021. 2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震序列重新定位与发震构造分析[J]. 地球物理学报,64(8):2631–2646. Long F,Qi Y P ,Yi G X,Wu W W,Wang G M,Zhao X Y,Peng G L. 2021. Relocation of the MS6.4 Yangbi earthquake sequence on May 21,2021 in Yunnan Province and its seismogenic structure analysis[J]. Chinese Journal of Geophysics,64(8):2631–2646 (in Chinese).
缪淼,朱守彪. 2013. 2013年芦山MS7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响[J]. 地震学报,35(5):619–631. Miao M,Zhu S B. 2013. The static Coulomb stress change of the 2013 Lushan MS7.0 earthquake and its impact on the spatial distribution of aftershocks[J]. Acta Seismologica Sinica,35(5):619–631 (in Chinese).
缪淼,朱守彪. 2016. 2014年鲁甸地震(MS=6.5)静态库仑应力变化及其影响[J]. 地震地质,38(1):169–181. Miao M ,Zhu S B. 2016. The static Coulomb stress change of the 2014 Ludian earthquake and its influence on the aftershocks and surrounding faults[J]. Seismology and Geology,38(1):169–181 (in Chinese).
潘睿,姜金钟,付虹,李姣. 2019. 2017年云南漾濞MS5.1及MS4.8地震震源机制解和震源深度测定[J]. 地震研究,42(3):338–348. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2019.03.005 Pan R,Jiang J Z,Fu H,Li J. 2019. Focal mechanism and focal depth determination of Yunnan Yangbi MS5.1 and MS4.8 earthquakes in 2017[J]. Journal of Seismological Research,42(3):338–348 (in Chinese).
盛书中,万永革,蒋长胜,卜玉菲. 2015. 2015年尼泊尔MS8.1强震对中国大陆静态应力触发影响的初探[J]. 地球物理学报,58(5):1834–1842. Sheng S Z,Wan Y G,Jiang C S,Bu Y F. 2015. Preliminary study on the static stress triggering effects on China mainland with the 2015 Nepal MS8.1 earthquake[J]. Chinese Journal Of Geophysics,58(5):1834–1842 (in Chinese).
王琼,解朝娣,冀战波,刘建明. 2016. 2014年于田MS7.3地震对后续余震和远场小震活动的动态应力触发[J]. 地球物理学报,59(4):1383–1393. Wang Q,Xie C D,Ji Z B,Liu J M. 2016. Dynamically triggered aftershock activity and far-field microearthquakes following the 2014 MS7.3 Yutian,Xinjiang earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics,59(4):1383–1393 (in Chinese).
吴建平,明跃红,王椿镛. 2004. 云南地区中小地震震源机制及构造应力场研究[J]. 地震学报,26(5):457–465. doi: 10.3321/j.issn:0253-3782.2004.05.001 Wu J P,Ming Y H,Wang C Y. 2004. Source mechanism of small-to-moderate earthquakes and tectonic stress field in Yunnan Province[J]. Acta Seismologica Sinica,26(5):457–465 (in Chinese).
许才军,汪建军,熊维. 2018. 地震应力触发回顾与展望[J]. 武汉大学学报信息科学版,43(12):2085–2092. Xu C J,Wang J J,Xiong W. 2018. Retrospection and perspective for earthquake stress triggering[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University,43(12):2085–2092 (in Chinese).
杨智娴,于湘伟,郑月军,陈运泰,倪晓晞,Chan W. 2004. 中国中西部地区地震的重新定位和三维地壳速度结构[J]. 地震学报,26(1):19–19. doi: 10.3321/j.issn:0253-3782.2004.01.003 Yang Z X,Yu X W,Zheng Y J,Chen Y T,Ni X X,Chan W. 2004. Earthquake relocation and 3-dimensional crustal structure of P-wave velocity in central-western China[J]. Acta Seismologica Sinica,26(1):19 (in Chinese).
赵立波,赵连锋,谢小碧,曹俊兴,姚振兴. 2016. 2014年2月12日新疆于田MW7.0地震源区静态库仑应力变化和地震活动率[J]. 地球物理学报,59(10):3732–3743. Zhao L B,Zhao L F,Xie X B,Cao J X,Yao Z X. 2016. Static Coulomb stress changes and seismicity rate in the source region of the 12 February,2014 MW7.0 Yutian earthquake in Xinjiang,China[J]. Chinese Journal of Geophysics,59(10):3732–3743 (in Chinese).
Bouchon M. 1981. A simple method to calculate Green’s functions for elastic layered media[J]. Bull Seism Soc Am,71(4):959–971.
Bouchon M. 2003. A review of the discrete wavenumber method[J]. Pure Appl Geophys,160(3):445–465.
Brodsky E E,Karakostas V,Kanamori H. 2000. A new observation of dynamically triggered regional seismicity:Earthquakes in Greece following the August 1999 Izmit,Turkey earthquake[J]. Geophys Res Lett,27(1):2741–2744.
Cotton F,Coutant O. 1997. Dynamic stress variations due to shear faults in a plane-layered medium[J]. Geophys J Int,128(3):676–688.
GCMT. 2021. 202105211348A Yunnan, China[DB/OL]. [2021-05-28]. https://www.globalcmt.org/.
Harris R A. 1998. Introduction to special section:Stress triggers,stress shadows,and implications for seismic hazard[J]. J Geophys Res:Solid Earth,103(B10):24347–24358. doi: 10.1029/98JB01576
Hartzell S H,Heaton T H. 1983. Inversion of strong ground motion and teleseismic waveform data for the fault rupture history of the 1979 Imperial Valley,California,earthquake[J]. Bull Seism Soc Am,73(6A):1553–1583.
Hill D P,Reasenberg P A,Michael A,Arabaz W J,Beroza G,Brumbaugh D,Brune J N,Castro R,Davis S,Depolo D,Ellsworth W L,Gomberg J,Harmsen S,House L,Jackson S M,Johnston M J S,Jones L,Keller R,Malone S,Munguia L,Nava S,Pechmann J C,Sanford A,Simpson R W,Smith R B,Stark M,Stickney M,Vidal A,Walter S,Wong V,Zollweg J. 1993. Seismicity remotely triggered by the magnitude 7.3 Landers,California,earthquake[J]. Science,260(5114):1617–1623. doi: 10.1126/science.260.5114.1617
Kilb D,Gomberg J,Bodin P. 2000. Triggering of earthquake aftershocks by dynamic stresses[J]. Nature,408:570–574.
Meyer M,Kearnes K. 2013. Introduction to special section:Intermediaries between science,policy and the market[J]. Sci Public Policy,40(4):423–429.
Mohamad R,Darkal A N,Seber D,Sandvol E,Gocuez F,Barazangi M. 2000. Remote earthquake triggering along the Dead Sea fault in Syria following the 1995 Gulf of Aqaba earthquake (MS=7.3)[J]. Seismological Research Letters,71(1):47–52. doi: 10.1785/gssrl.71.1.47
Muller G. 1985. The reflectivity method:A tutorial[J]. J Geophys Int,58(1/2/3):153–174.
Okada Y. 1992. Internal deformation due to shear and tensile faults in a half-space[J]. Bull Seism Soc Am,82(2):1018–1040. doi: 10.1785/BSSA0820021018
Pollitz F F,Sacks I S. 1997. The 1995 Kobe,Japan,earthquake:A long-delayed aftershock of the offshore 1944 Tonankai and 1946 Nankaido earthquakes[J]. Bull Seisml Soc Am,87(1):1–10.
Reasenberg P A,Simpson R W. 1992. Response of regional seismicity to the static stress change produced by the Loma-Prieta earthquake[J]. Science,255(5052):1687–1690. doi: 10.1126/science.255.5052.1687
Steacy S,Nalbant S S,Mccloskey J,Nostro C,Scotti O,Baumont D. 2005. Onto what planes should Coulomb stress perturbations be resolved?[J]. J Geophys Res,110(B5):B05S15.
Stein R S,King G C,Lin J. 1994. Stress triggering of the 1994 M6.7 Northridge,California,earthquake by its predecessors[J]. Science,265(5177):1432–1435. doi: 10.1126/science.265.5177.1432
Toda S,Stein R S,Reasenberg P A,Dieterich J H,Yoshida A. 1998. Stress transferred by the 1995 MW6.9 Kobe,Japan,shock:Effect on aftershocks and future earthquake probabilities[J]. J Geophys Res:Solid Earth,103(B10):24543–24565. doi: 10.1029/98JB00765
USGS. 2021. M6.1: 25 km NW of Dali, China[DB/OL]. [2021-05-28]. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000e532/moment-tensor.
Wu C Q,Peng Z G,Wang W J,Chen Q F. 2011. Dynamic triggering of shallow earthquakes near Beijing,China[J]. Geophys J Int,185(3):1321–1334.
计量
- 文章访问数: 384
- HTML全文浏览量: 153
- PDF下载量: 129
