基金项目:云南省重点项目“新一轮强震活跃期相关研究-地震危险评估与年度地震趋势和危险区研究”(jcyb-20080601-9-4)和“云南地区强震预测预报指标体系研究”(JCYB-20080601-1)联合资助.
(Earthquake Administration of Yunnan Province,Kunming 650224,Yunnan,China)
seismic activity strength; annual earthquake tendency; determination of earthquake risk region; Yunnan area
备注
基金项目:云南省重点项目“新一轮强震活跃期相关研究-地震危险评估与年度地震趋势和危险区研究”(jcyb-20080601-9-4)和“云南地区强震预测预报指标体系研究”(JCYB-20080601-1)联合资助.
通过总结云南省1998~2012年度地震趋势研究报告中云南地区地震趋势和地震重点危险区的判定情况,给出了年度最大地震活动强度、危险区地震对应情况和地震危险区预测面积的统计分析结果,以期得到云南地区年度地震预测情况的系统认识。
Through summarizing the prediction and judging situation of the earthquake tendency and earthquake key risk region,which were recorded in the research report of annual earthquake tendency consultation in Yunnan province from 1998 to 2012,we induced the statistical and analytical results of the annual largest seismic activity strength,the corresponding situation of actual earthquakes in risk region and statistic analyzing result of prediction area of risk region in order to obtain the systematic knowledge of annual earthquake prediction in Yunnan region.
引言
年度地震趋势和重点危险区判定是年度震情会商的重要环节及震情跟踪的重要依据,也是地震中期预报的主要研究内容之一,对未来一年防震减灾工作部署具有重要的指导意义。
年度地震危险区判定工作为地震部门及危险区涉及的当地各级政府指出了每年防震减灾工作需重点注意的地区,但是,要制定好相应的防震减灾对策和取得切实的减灾效果,必须掌握重点危险区预测的实际效果。因此,本文对云南省1998~2012年度地震趋势研究报告中云南地区地震趋势和重点危险区的判定进行检验和分析。
1 基本情况
在每年底提交的下一年度地震趋势研究报告中,主要涉及年度地震趋势和年度重点危险区两个方面的重要预测内容①。表1给出了1998~2012年度云南地区地震趋势判定意见。图1给出了1998~2012年度地震危险区预测和地震对应实况。
表1 1998~2012年云南地区地震趋势判定意见统计表
Tab.1 Statistic of determination suggestions of earthquake trend in Yunnan area from 1998 to 2012图1 云南省1998~2012年度地震危险区预测示意图
(a)1998年度;(b)1999年度;(c)2000年度;(d)2001年度;(e)2002年度;(f)2003年度;
(g)2004年度;(h)2005年度;(i)2006年度;(j)2007年度;(k)2008年度;
(l)2009年度;(m)2010年度;(n)2011年度;(o)2012年度
Fig.1 Sketch map of the prediction seismic risk region in Yunnan area from 1998 to 2012(a)Year 1998;(b)Year 1999;(c)Year 2000;(d)Year 2001;(e)Year 2002;(f)Year 2003; (g)Year 2004;(h)Year 2005;(i)Year 2006;(j)Year 2007;(k)Year 2008; (l)Year 2009;(m)Year 2010;(n)Year 2011;(o)Year 2012由表1和图1可见,年度地震趋势估计大致有3种情况:可能会发生6级左右,6.5级或6.5级左右,6~7级地震。1998~2012年度共划定46个地震重点危险区,除2000年度外,每年划定的危险区数均为3个,分别为滇东、滇西和滇西南地震危险区。
2 统计分析
2.1 年度最大地震活动强度由表1和图2给出的1998~2012年度地震趋势估计,大致可分为两个阶段:1998~2003年度判定云南地区可能进入6.7级以上强震平静期,预测年度最大强度为6.5级(1998~1999年度、2001~2002年度)或6级左右(2000年度、2003年度); 2004~2012年度判定云南地区可能进入新一轮强震活跃期,预测年度最大强度为6~7级(除2005年度判定为6.5级左右外,其余年度均判定为6~7级),2004年12月26日印尼8.7、8.5级地震后,2005年度水平判定为6.5级左右,2006~2012年度预测年度最大强度为6~7级,2010年度、2011年度判定云南地区发生7级地震的危险性增强,2011年3月24日缅甸7.2级地震后,判定“云南地区已进入新一轮强震活跃期”。
以当年度云南及邻近地区M≥5.0地震作为评定地震,其中邻区地震距云南省界最近处的距离为5级地震小于10 km,6级地震小于50 km,7级地震小于100 km,分析了年度预测最大地震强度与实际最大地震之间的关系。由图2可见,1998~2003年度预测最大地震强度与实际最大地震基本吻合,2004~2010年度预测最大强度比实际最大地震强度明显偏高,即提前7个年度判定云南地区可能进入新一轮强震活跃期。2011年3月24日缅甸7.2级地震标志着云南地区已进入新一轮强震活跃期,2011~2012年度预测最大地震强度与实际最大地震强度基本一致。
图2 云南地区年度预测最大地震强度
和实际最大地震强度对比图
Fig.2 The maximum magnitude comparison of the annual prediction and the actual earthquakes in Yunnan area图3 滇东(a)、滇西(b)、滇西南(c)地震危险区年度预测最大地震强度和实际最大地震强度对比图
Fig.3 The maximum magnitude comparison of the annual prediction and the real earthquakes in seismic risk region of Eastern(a),Western(b)and Southwest(c)Yunnan in one year2.2 年度地震危险区判定及对应情况分析年度地震预测工作中最重要的部分是年度危险区的判定,利用以下参数定量检验和评价年度地震危险区的预测能力 赵洪声,李晏平,张立,等.1999.云南地震预报效能评价.地震通讯,18-24.:
准确率P1=(实际发生M≥5.0地震的区数)/(预报区数目),(1)
虚报率P2=1-P1,(2)
漏报率P3=(实际发生M≥5.0地震数-准确预报的地震数)/(实际发生M≥5.0地震的区数).(3)
所有统计均考虑5级以上地震,双震或震群计为1次,即只要在预测年度内,5级以上地震实况震中不超过预测区外侧50 km即算报对,而不考虑原来预测震级。1998~2012年度地震危险区划分及地震实况如图1和表2所示。图4和表3为统计结果。由图4a可见,1998~2012年度云南地区每年一般划定3个地震危险区(其中仅一个年度划定4个),平均有1.2±0.69个危险区报对了5级以上地震,前者较为稳定,后者起伏波动相对较大,因而报对危险区数与危险区总数关系不大。图4b为云南地区每个年度发生的M≥5.0地震数与报对的地震数,分别为(2.4±1.07)次/年和(1.5±1.02)次/年,可见两者之间的关系亦不明显。图4c~e为年度地震危险区预报准确率、虚报率和地震漏报率,1998~2002年度地震危险区的预测能
图4 1998~2012年度地震危险区实际预测能力的时间变化
(a)年度危险区数目和报对的危险区数目;(b)年度M≥5.0地震数与报对地震数;(c)年度地震危险区
预报准确率;(d)年度M≥5.0地震漏报率;(e)年度地震危险区虚报率
Fig.4 Time variation of actual prediction ability of seismic risk region from 1998 to 2012(a)The number of the annual prediction seismic risk regions and the right number of the prediction seismic risk regions; (b)the number of the annual prediction M≥5 earthquakes and the right number of prediction earthquakes;(c)the accuracy rate of the annual prediction seismic risk region;(d)the missing rate of the annual prediction M≥5 earthquakes;(e)the false alert rate of the annual prediction earthquakes表3 1998~2012年度地震危险区预测震级基本统计和预测能力
Tab.3 Basic statistic of the prediction magnitude and the prediction ability in seismic risk region from 1998 to 2012力起伏波动明显,2003~2012年度地震危险区预报准确率相对稳定在33.3%。此外,破坏性地震活动主体地区持续的地方与时段,所划地震危险区容易对应地震,地震活动主体地区转换的年份或少震区发生地震的年份,所划定的危险区地震对应率往往偏低。
在时间上,每年划定年度地震危险区的数目基本稳定,但由于地震活动的起伏,落入危险区的地震数目会有差异。在空间上,地震危险区往往划定在地震多发的地区或略有调整,由于主体活动地区的转移,往往也会出现落入危险区的地震数目的变化。
2.3 有M≥5.0地震对应的危险区基本状况在年度地震危险区预测中,关于预测强度有5±、5~6、5.5±、5.5~6.4、6±、6.5±、6~7级共7种,但1998~2012年度常用的预测强度是6±、5~6、6~7,分别占所有地震危险区预测强度的45.7%、23.9%和17.4%。1998~2012年度划定的46个地震危险区中,报对地震的危险区数为18个,占地震危险区总数的39.1%,这一比例是未考虑预测震级与实际震级差异的统计结果,即只要是地震危险区内及其边缘50 km范围落入5级以上地震即认为是对应了地震(表3)。
在“报对”的地震危险区中,理论上预测次数足够多之后,预测震级与实际震级之差符合零均值正态分布 蒋海昆,苗青壮,陈荣华.2007基于《中国震例》及全国年度预测“白皮书”的定量统计分析.震情研究,No.4,2008,No.1合订本.。但实际上如图5所示,多数情况(13/18)预测震级中值高于或等于实际震级,少数情况(5/18)预测震级中值低于实际震级。预测震级与实际震级之差最大为1.2级,差值平均值为0.35级,差值绝对值的平均值为0.59±0.34级。
2.4 年度地震危险区预测面积统计每年划定的地震危险区预测图,意味着有可能发生严重的地震灾害,需引起高度关注和警惕的地区。表4给出了1998~2012年度危险区总面积、各个地震危险区面积和预测面积率。其中预测面积率(精确率)利用式(4)计算 赵洪声,李晏平,张立,等.1999.云南地震预报效能评价.地震通讯,18-24.:
预测面积率(精确率)=(预测面积)/(云南全省总面积).(4)
图5 “报对”危险区实际发生地震震级与预测震级中值的关系
(a)“报对”危险区预测震级中值(空心框)与实际
最大震级(实心圆);(b)“报对”危险区预测震级中值与实际最大震级之差
Tab.5 The relation between the magnitude of the actual earthquakes in right prediction seismic risk area and the prediction magnitude median (a)the prediction magnitude(hollow frame)in seismic risk area and the actual maximum magnitude(solid circle); (b)the difference between the right predict magnitude in right prediction seismic risk area and the actual maximum magnitude表4 1998~2012年度地震危险区预测面积统计表
Tab.4 Statistic table of the prediction area in seismic area from 1998 to 2012图6 1998~2012年度地震危险区预测总面积时间变化图
Fig.6 Time variation of the prediction area in seismic area from 1998 to 2012图7 1998~2012年度各个地震危险区预测面积时间变化图
Fig.7 Time variation of each prediction area in seismic area from 1998 to 2012化图,滇西地震危险区的面积较大,滇西南地震危险区的面积次之,滇东地震危险区的面积最小。每年划定滇西地震危险区的面积变化较大,而滇东地震危险区每年划定的面积相对较稳定。
总体而言,1998~2012年度预测有发生强震危险的国土面积少则占18%,多则达31%,而一次6级强震的实际成灾面积(以7度烈度区统计)为数百至千余平方公里,仅相当于全省面积的0.1~0.5%左右; 7级大震,如通海7.8级地震的成灾面积10 906 km2,占全省总面积的2%,这一数据对比反映目前年度预测对强震的空间分辨能力尚需提高。
3 基本认识
(1)云南地区M≥6.7地震存在10年尺度活跃—平静特征,20世纪云南地区M≥6.7地震4个活跃期持续时间平均为11.8±2.8年,3个平静期持续时间平均为12.3±3.8年(皇甫岗等,2000; 苏有锦等,2001; 刘祖荫等,2002),这是近十多年来云南地区地震大形势研究与地震趋势判定的主要依据。基于该认识,对1996年丽江7.0级地震后云南地区进入强震平静期的判定是正确的; 但从2004年开始给出了云南地区可能会进入新一轮强震活跃期的判定和预测意见提前了7个年度,直到2011年3月24日缅甸7.2级地震的发生才标志着云南地区进入新一轮强震活跃期。实质上,这是根据平均平静期持续时间(12.3±3.8)年做出的一个估计,考虑到4年左右的统计误差,最早2004年,最迟2012年进入强震活跃期,可见预测时间有较大的跨度,有8年的时间窗。
(2)各个地震危险区震级水平的变化,实际上与每年对地震主体地区的判定有关。云南地区M≥6.7地震以金沙江—红河断裂带为界,东、西交替发生,第一、三活跃期的强震活动主体地区在东部,第二、四活跃期在西部,据此推测新一轮强震活跃期主体活动地区可能在金沙江—红河断裂带及其以东的云南中东部地区(皇甫岗等,2000; 苏有锦等,2001; 刘祖荫等,2002)。基于该认识,从2006年度开始将滇东地震危险区的最大地震强度判定为6~7级。云南地区M≥6.0地震主体地区的轮回现象和云南地区M≥5地震不同的时段存在不同的主体地区 付虹,刘丽芳,李永莉.云南年度地震重点危险区工作总结.震情研究,2007,No.4,2008,No.1合订本.(付虹等,1997,2008)等特征,也是各个地震危险区强度的预测依据。总体而言,滇东地震危险区的预测最大地震强度比实际最大地震强度明显偏高,滇西地震危险区和滇西南地震危险区的预测最大地震强度和实际最大地震强度基本一致。
(3)1998~2012年度云南地区每年一般划定3个地震危险区(仅一个年度划定了4个),平均有(1.2±0.69)个地震危险区报对了云南地区5级以上地震,报对地震危险区的数量与危险区总数关系不大。1998~2012年度划定的46个危险区中,报对地震的危险区数为18个,占危险区总数的39.1%,这一比例是在未考虑预测震级与实际震级的差异前提下,危险区及其边缘50 km范围内落入5级以上地震的统计结果; 若按5级以上地震落入地震危险区统计,则报对的危险区数为11个,占地震危险区总数的23.9%,比例更低。实际上,地震危险区往往划定在地震多发的地区或略有调整,而破坏性地震活动主体地区持续的地方与时段,所划地震危险区容易对应地震,地震活动主体地区转换的年份或少震区发生地震的年份,所划定的危险区地震对应率往往偏低。
(4)1998~2012年度云南地区每个年度发生的ML≥5.0地震数与报对的地震数分别为(2.4±1.07)次/年和(1.5±1.02)次/年,两者之间的关系亦不明显。年度地震危险区常用的预测强度是6±、5~6、6~7级,分别占所有危险区预测强度的45.7%、23.9%和17.4%。有72.2%的预测震级中值大于或等于实际震级,27.7%的预测震级中值低于实际震级,预测震级与实际震级之差最大为1.2级,差值平均值为0.35级,差值绝对值的平均值为0.59±0.34级。
图8 1998~2012年度地震危险区预测叠加图
Fig.8 Superposition chart of the prediction seismic risk areas from 1998 to 2012(6)从图8给出的1998~2012年度地震危险区预测叠加图表明,每年地震危险区的划定存在明显的重复性。依据云南地区M≥6.7地震10年尺度活跃—平静的特征所作出的最大地震强度预测也存在较大的时间跨度。因此,要不断加强年度地震重点危险区判定指标研究,解决危险区圈定的继承性问题; 不断清理、提炼不同强度地震的判定指标和特征,提高云南年度最大地震活动水平的预测能力; 要坚持发展与继承相结合,利用测震学、形变、流体、磁电等学科观测资料,探索适用一年时间尺度的具有较好预测效能的指标体系和方法技术,是地震预测预报努力探索的方向。
- 付虹,陈立德,罗平,等.1997.1995 年7 月12 日云南孟连中缅边界7.3 级地震中短临预报及前兆特征[J].地震研究,20(3):249-258.
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