【遥感应用】利用智利大地震对星基地震预警系统进行测试

2018年2月8日

　　研究人员对为美国西海岸开发的1种星基地震预警系统进行测试，发现该系统对2010年至2015年在智利发生的3次大地震中“重播”表现良好。发表于《地震学研究快报（Seismological Research Letters）》的该研究结果建议此类系统可为未来智利沿海地区地震和海啸提供早期预警。

　　称作G-FAST的这一早期预警模块使用全球导航卫星系统（GNSS）对8级以上大地震震级和震中地面运动数据进行估测。这些大地震通常发生在俯冲板块边界处，其中一个板块向另一个板块下俯冲，智利和美国西北太平洋沿岸地区大地构造属于类似情况。

　　基于智利超过150个GNSS站点数据，美国华盛顿大学（University of Washington）研究人员Brendan Crowell及其同事使用G-FAST对该国3次大型强震的表现进行测试：包括2010年Maule市的8.8级地震，2014年Iquique市8.2级地震，以及2015年Illapel市8.3级地震。

　　G-FAST在3次地震发生后的40－60秒内进行震级估测，提供了已知震级在0.3个单位误差内的震级估值。该系统还对每一次地震震中和断层滑动情况进行估算，可实现在每次地震发生后60到90秒内提供数据。

　　Crowell提到，G-FAST能够快速得到正确答案，他们对其能够对这3次地震做出准确描述感到惊讶。

　　大多数地震预警系统对地震波性质进行测量，对地震特征进行快速描述。这些系统往往无法收集到足够信息来确定一个大地震的发展趋势，导致测量结果可能往往低估了地震震级——通过诸如G-FAST这样的星基系统可以避免这个问题。

　　Crowell指出，对这些类型的早期预警系统进行测试是困难的，因为达到8级以上这样的强震相对较少。我们决定研究智利地震，因为该国多次地震中包括了几次超过8级的地震，具有一个优秀而持续的GNSS网络记录结果。基于这样的操作过程，我们能够更好地进行基于G-FAST的优劣势分类。

　　这次智利的测试将为促进G-FAST在美国的应用发挥作用。Crowell和他的同事们一直在努力将该系统用于名为ShakeAlert的地震早期预警样本系统，ShakeAlert目前已在加利福尼亚、俄勒冈和华盛顿州运行。Crowell提到，这些智利地震代表大约在地震目录记载中8级地震数量的一半，这些地震被用来测试G-FAST和其他大地测量算法，以便将其纳入ShakeAlert系统。

　　过去100年，智利沿海发生了10次8级或更强的地震，包括1960年的9.5级Valdivia地震，这是自有仪器记录以来描述的最大地震。

　　智利大学研究人员Sergio Eduardo Barrientos在本周发表的第2篇论文中提到，这些大型事件所带来的灾难被人们所熟知和了解。在智利的任何一个地区，8级以及以上地震的返回周期都是80到130年，但对于整个智利国家而言，该周期大约需要12年。

　　2010年Maule地震后，该国开始部署数字宽带地震和地面运动站网、全球定位系统（GPS）站以及GNSS站网，提供海啸预警和损害程度评估的准确信息。2012年以来，智利大学（Universidad de Chile）国家地震中心（Centro Sismologico Nacional）监测运行站点已经超过100个，最近已开展近300个测量地面震动的强运动加速度计的运行工作。

　　在SRL发表的第3篇论文中，Universidad de Chile研究人员Felipe Leyton及其同事对基于163个强运动站点数据进行分析，了解这些地点地下岩石和土壤情况。

　　具体地点条件可以调节大地震产生的震动，对地震造成的建筑物和其他基础设施破坏程度进行控制。Leyton及其同事们在论文中提到，这项新研究为提高我们对地震中土壤沉积物行为的认知提供了一个独特机会，特别是对城市化地区。这些数据有助于改进建筑设计和规范制定工作。

　　原文题目：Satellite-based earthquake early warning system tested against Chilean great quakes

　　资料来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180206121020.htm

　（王化编译，殷永元审核）