武安緒（北京市地震局，北京 100080）

西水準(zhǔn)時(shí)空?qǐng)D像動(dòng)態(tài)演化特征研究?

武安緒
（北京市地震局，北京 100080）

?基金項(xiàng)目：地震科技星火計(jì)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(guò)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(cè)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(cè)地震地殼形變觀測(cè)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(dòng)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(jí)以上大地震，現(xiàn)在中等地震也時(shí)有發(fā)生。本文基于修改的MPI算法，利用山西1994年以來(lái)的水準(zhǔn)觀測(cè)資料進(jìn)行垂直形變分析，剖析時(shí)空演化特征，并對(duì)其與地震活動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行探討。

首先利用空間多項(xiàng)式+最小二乘配置算法，對(duì)研究區(qū)域時(shí)空網(wǎng)格化，獲得每個(gè)子區(qū)的水準(zhǔn)狀態(tài)量，形成時(shí)空動(dòng)態(tài)演化圖像，恢復(fù)水準(zhǔn)垂直形變場(chǎng)。然后采用修改的MPI方法，對(duì)原始的時(shí)空?qǐng)D像進(jìn)行滑動(dòng)處理，消除動(dòng)態(tài)背景成份，獲得時(shí)空?qǐng)龅募?xì)微變化，提取異常數(shù)據(jù)，識(shí)別孕震信息。

通過(guò)時(shí)空插值與MPI處理，獲得圖1時(shí)空動(dòng)態(tài)演化圖像。對(duì)比原始時(shí)空?qǐng)D像，初步分析認(rèn)為：較好消除了水準(zhǔn)背景趨勢(shì)，保留了變化信息；膨脹和壓縮區(qū)域具有相對(duì)獨(dú)立性，說(shuō)明構(gòu)造的區(qū)域性和完整性；在張北（1998年）和陽(yáng)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(chǎng)分布，說(shuō)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(guò)渡帶上，其他時(shí)間段則沒(méi)有較大地震的發(fā)生，更無(wú)此類現(xiàn)象存在。這些現(xiàn)象為地震的時(shí)間和地點(diǎn)預(yù)測(cè)提供一種水準(zhǔn)觀測(cè)證據(jù)和地震預(yù)測(cè)分析方法。

圖1　基于MPI處理算法的水準(zhǔn)時(shí)空動(dòng)態(tài)演化圖像