西水準(zhǔn)時空圖像動態(tài)演化特征研究?

武安緒（北京市地震局，北京 100080）

西水準(zhǔn)時空圖像動態(tài)演化特征研究?

武安緒
（北京市地震局，北京 100080）

?基金項目：地震科技星火計劃(XH12001)資助。

地震的孕育和發(fā)生是地殼內(nèi)應(yīng)力-應(yīng)變能量的逐漸積累和快速釋放過程，必然導(dǎo)致地殼內(nèi)部和外表的形狀變化。因此，地殼形變與地震之間應(yīng)存在某種聯(lián)系。觀測結(jié)果表明，地震容易發(fā)生在形變高梯度帶上，這種地區(qū)通常又是地殼構(gòu)造比較脆弱的地段。用于監(jiān)測地震地殼形變觀測的短水準(zhǔn)路線大都在這些部位布設(shè)。山西地區(qū)尤其是山西斷陷帶是華北地區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造活動較強(qiáng)的區(qū)域之一，也是地震災(zāi)害重點(diǎn)防御區(qū)之一。山西斷陷帶在歷史上發(fā)生多次7級以上大地震，現(xiàn)在中等地震也時有發(fā)生。本文基于修改的MPI算法，利用山西1994年以來的水準(zhǔn)觀測資料進(jìn)行垂直形變分析，剖析時空演化特征，并對其與地震活動的關(guān)系進(jìn)行探討。

首先利用空間多項式+最小二乘配置算法，對研究區(qū)域時空網(wǎng)格化，獲得每個子區(qū)的水準(zhǔn)狀態(tài)量，形成時空動態(tài)演化圖像，恢復(fù)水準(zhǔn)垂直形變場。然后采用修改的MPI方法，對原始的時空圖像進(jìn)行滑動處理，消除動態(tài)背景成份，獲得時空場的細(xì)微變化，提取異常數(shù)據(jù)，識別孕震信息。

通過時空插值與MPI處理，獲得圖1時空動態(tài)演化圖像。對比原始時空圖像，初步分析認(rèn)為：較好消除了水準(zhǔn)背景趨勢，保留了變化信息；膨脹和壓縮區(qū)域具有相對獨(dú)立性，說明構(gòu)造的區(qū)域性和完整性；在張北（1998年）和陽原（2010年）二次中強(qiáng)地震前1年到發(fā)震，存在四象限形變場分布，說明應(yīng)變狀態(tài)震前的有序性，且這二次地震都發(fā)生在膨脹區(qū)與壓縮區(qū)的過渡帶上，其他時間段則沒有較大地震的發(fā)生，更無此類現(xiàn)象存在。這些現(xiàn)象為地震的時間和地點(diǎn)預(yù)測提供一種水準(zhǔn)觀測證據(jù)和地震預(yù)測分析方法。

圖1　基于MPI處理算法的水準(zhǔn)時空動態(tài)演化圖像