目前普遍接受的地震震源模型是地下兩個不同塊体沿著它們之間的接觸表面(即 斷層面)互相滑動,斷層面上發生滑動的部分就是震源,因此震源一般是有一定的面積 的。然而由前述自動系統得到的震源機制解是基於近似的點震源模型,在這一模型下,
震源機制解中包含兩個互為共軛的平面,它們所產生的地震波形完全一樣,因此從震源 機制解並不能知道真實斷層面的特徵。本計劃將在獲得準確的震源機制解的前提下,進 一步在震源機制解的兩個共軛平面中找出真正的地震斷層面。
點震源模型的震源機制解有其特有的地震波輻射花樣,即地震波振幅大小隨方位 的變化。這種點源的輻射花樣通常有空間上的對稱性,如在相反的方向上振幅相同,正 是這種對稱性使得無法用振幅隨方位的變化來判斷兩個共軛平面中哪一個是真正的斷 層面。然而在考慮震源的有限面積以後,這種輻射的對稱性會遭到破壞,兩個共軛平面 的輻射振幅會具有不同的方位變化特徵。因此,在得到點源震源機制以後,如果我們分 別以兩個共軛平面為震源面,並以有限震源模型計算不同方位上的地面運動,並與觀測 的地面運動作對比,就能夠從兩個共軛平面中找出一個對地面運動預測較好的平面,從 而判斷真正的地震斷層面。
基於以上分析,我們以甲仙地震為例,分別以點震源和有限震源模型計算了在氣 圖四、甲仙地震地表震動動畫(shakemovie)的兩幅畫面。左圖為發震后 7.875 秒,右 圖為發震后22.5 秒。模擬震源為點源,考慮了地形變化。
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四、震源實際破裂面的迅速判定
目前普遍接受的地震震源模型是地下兩個不同塊体沿著它們之間的接觸表面(即 斷層面)互相滑動,斷層面上發生滑動的部分就是震源,因此震源一般是有一定的面積 的。然而由前述自動系統得到的震源機制解是基於近似的點震源模型,在這一模型下,
震源機制解中包含兩個互為共軛的平面,它們所產生的地震波形完全一樣,因此從震源 機制解並不能知道真實斷層面的特徵。本計劃將在獲得準確的震源機制解的前提下,進 一步在震源機制解的兩個共軛平面中找出真正的地震斷層面。
點震源模型的震源機制解有其特有的地震波輻射花樣,即地震波振幅大小隨方位 的變化。這種點源的輻射花樣通常有空間上的對稱性,如在相反的方向上振幅相同,正 是這種對稱性使得無法用振幅隨方位的變化來判斷兩個共軛平面中哪一個是真正的斷 層面。然而在考慮震源的有限面積以後,這種輻射的對稱性會遭到破壞,兩個共軛平面 的輻射振幅會具有不同的方位變化特徵。因此,在得到點源震源機制以後,如果我們分 別以兩個共軛平面為震源面,並以有限震源模型計算不同方位上的地面運動,並與觀測 的地面運動作對比,就能夠從兩個共軛平面中找出一個對地面運動預測較好的平面,從 而判斷真正的地震斷層面。
基於以上分析,我們以甲仙地震為例,分別以點震源和有限震源模型計算了在氣 圖四、甲仙地震地表震動動畫(shakemovie)的兩幅畫面。左圖為發震后 7.875 秒,右 圖為發震后22.5 秒。模擬震源為點源,考慮了地形變化。
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圖五、2010 年 3 月 4 日甲仙地震震央位置(紅色五角星)及氣象局 95 個強地面 運動測站(圓圈)分佈圖。黃色圓圈表示61 個對於甲仙地震有訊雑比較高的三分 量波形記錄的測站,用來做波形和PGV 對比。
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圖五、2010 年 3 月 4 日甲仙地震震央位置(紅色五角星)及氣象局 95 個強地面 運動測站(圓圈)分佈圖。黃色圓圈表示61 個對於甲仙地震有訊雑比較高的三分 量波形記錄的測站,用來做波形和PGV 對比。
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(a) (b)
(c) (d)
圖六、以點源為震源模擬的甲仙地震三分量地面運動(紅色曲綫)與觀測記錄(黑色 曲綫)在位于四個不同方位的測站的對比。對比頻段為周期大於3 秒左右。模擬中考 慮了點源震源機制,三維速度結構和地形變化。理論與記錄波形對比可以發現,模擬 振幅在西北方向(a)明顯偏小,而在東北(b)和西南(c)兩個方向則明顯偏大。
由於對比中使用的波形不是高頻,近地表場地放大效應不大,且震源機制和三維速度 模型已經在模擬中有所考慮,因此這裡所看到的振幅差別應當主要來自有限震源的方 向性效應。點源結果與觀測之間的差別顯示甲仙地震很有可能是在沿西北走向的斷層 上逆沖滑動的結果。
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(a) (b)
(c) (d)
圖六、以點源為震源模擬的甲仙地震三分量地面運動(紅色曲綫)與觀測記錄(黑色 曲綫)在位于四個不同方位的測站的對比。對比頻段為周期大於3 秒左右。模擬中考 慮了點源震源機制,三維速度結構和地形變化。理論與記錄波形對比可以發現,模擬 振幅在西北方向(a)明顯偏小,而在東北(b)和西南(c)兩個方向則明顯偏大。
由於對比中使用的波形不是高頻,近地表場地放大效應不大,且震源機制和三維速度 模型已經在模擬中有所考慮,因此這裡所看到的振幅差別應當主要來自有限震源的方 向性效應。點源結果與觀測之間的差別顯示甲仙地震很有可能是在沿西北走向的斷層 上逆沖滑動的結果。
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