[论文解读] How "Short" a "Short-term earthquake prediction" can be? A review of the case of Skyros Island,Greece, EQ (26/7/2001, Ms = 6.1 R)

C. Thanassoulas, V. Klentos|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2010

Earthquake Detection and Analysis参考文献 4被引用 4

一句话总结

本文评估了利用2001年希腊斯基罗斯岛地震（Ms = 6.1 R）的数据进行超短期地震预测的可行性。通过分析震前25天内地震能量释放历史及地球电场数据，作者实现了与实际发生时间仅相差41分钟的预测，表明当结合综合地球物理前兆与优化方法时，短期预测可达到极高的精确度。

ABSTRACT

The earthquake of Skyros Island in Greece (26/7/2001, Ms = 6.1 R) was announced three days before its occurrence in a meeting organized by the Bulgarian Academy of Sciences, Sofia on 2001. In this work a review is made on the results of the methodologies which were used for the analysis of the available data in order to utilize the specific prognosis. Of particular interest is the fact that the determined time of occurrence deviated for less than an hour (actually it was 41 minutes) from the actual occurrence time of the specific EQ. A similar example of another large EQ (Kythira, Greece, Ms = 6.9R, 8th January, 2006) by using the very same methodology deviated for 43 minutes only. The rest of the prognostic parameters: the epicenter location and the magnitude of the Skyros EQ were utilized by manipulating the past seismic energy release history of the regional seismogenic area and the observed earth's electric field which was recorded during the last 25 days, before the occurrence of the large seismic event, by VOL earth's electric field monitoring site. It is concluded that a short-term earthquake prediction can be utilized as a really "short" one, once the available precursory data are processed with the appropriate methodologies.

研究动机与目标

• 评估利用现有地球物理前兆实现超短期地震预测的潜力。
• 评估对2001年斯基罗斯地震（Ms = 6.1 R）的时间、位置和震级预测的准确性。
• 探究该方法是否可应用于其他类似规模的大震并达到同等精度。
• 验证地球电场监测与地震能量释放模式作为预测指标的有效性。
• 基于实证数据与回溯分析，确定地震学中‘短期预测’的实际极限。

提出的方法

• 分析区域震源区历史地震能量释放过程，识别大地震前的模式。
• 整合斯基罗斯地震前25天内由VOL监测站获取的地球电场数据。
• 应用此前用于2006年基提拉地震（Ms = 6.9 R）的统一预测方法，以确保方法可重复性。
• 将预测的时间、震中与斯基罗斯地震的实际观测值进行交叉验证。
• 利用时间序列分析与模式识别技术，在地球物理数据中检测预示地震破裂的异常信号。
• 采用多参数方法，结合地震与电磁信号，以提升预测置信度。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否利用前兆数据在误差小于一小时的范围内实现对大地震发生时间的预测？
• RQ2 通过地震能量释放与电场趋势，震中与震级的预测精度如何？
• RQ3 该预测方法在不同构造环境与大地震之间具有多大程度的可迁移性？
• RQ4 在斯基罗斯案例中，地球电场在大地震前兆中起到何种作用？
• RQ5 在使用综合地球物理前兆时，‘短期预测’的实际极限是什么？

主要发现

• 斯基罗斯地震的预测时间仅与实际发生时间相差41分钟，表明时间预测具有极高精度。
• 将相同方法应用于2006年基提拉地震（Ms = 6.9 R）时，预测误差为43分钟，证实了方法的可重复性。
• 通过分析地震能量释放历史与电磁前兆，震中位置与震级被合理准确地估算。
• 在斯基罗斯地震前25天内收集的地球电场数据表现出与即将发生的破裂一致的异常。
• 本研究表明，当采用优化的数据整合方法时，‘短期’地震预测可有效实现为‘超短期’——即在一小时以内。
• 在两次不同大地震中结果的一致性，支持了所研究方法的稳健性。