[论文解读] Seismic electric precursors observed prior to the 6.3R EQ of July 1st 2009, Greece and their use in short-term earthquake prediction

C. Thanassoulas, V. Klentos+2 more|ArXiv.org|Aug 28, 2009

Earthquake Detection and Analysis参考文献 9被引用 3

一句话总结

本研究在2009年7月1日希腊6.3R Mw 6.3级地震前，从三个希腊监测站点（PYR、ATH、HIO）的地电场数据中识别出地震电前兆信号，包括异常电场脉冲、平台状信号以及非常长周期（VLP）异常。通过分析这些异常之间的互相关性，作者检测到一种类似‘奇异吸引子’的前兆模式，从而实现了对即将发生地震的更精确时间窗口和震中位置估计，支持其在短期地震预测中的潜在应用。

ABSTRACT

The normalized raw data of the Earth's electric field, monitored at PYR, ATH, HIO monitoring sites in Greece, are studied as far as it concerns the presence of electric seismic precursors. Electric preseismic pulses, plateau-like anomalous electric field and Very Long Period (VLP) anomalies were detected prior to the occurrence of the July 1st, 2009 large (Ms = 6.3R) EQ in Greece. Further processing of the same data revealed the true form of the generated preseimic potential thus providing an indirect estimation of the time window of the occurrence of the large EQ. Finally, by correlating, at pairs, the anomalous electric field from all monitoring sites it is possible to calculate the "strange attractor like" seismic electric precursor that provides a time window for the occurrence of the large EQ and utilizes the determination not only of the regional seismogenic area that has been activated but also a more precise epicenter too.

研究动机与目标

• 调查2009年7月1日希腊6.3R地震前，地面监测数据中是否存在电场异常。
• 确定这些异常是否可作为短期地震预测的可靠前兆。
• 开发一种利用多站点电场相关性估算主震发生时间窗口和震中位置的方法。
• 从原始电场数据中提取真实的震前电势形态，以提高前兆检测的准确性。
• 探索电场异常中是否存在类似‘奇异吸引子’的模式，以指示地震活动区域的激活。

提出的方法

• 分析希腊PYR、ATH和HIO三个地面电场监测站的归一化原始数据。
• 在电场数据中识别出震前电脉冲、平台状异常以及非常长周期（VLP）信号。
• 应用信号处理技术，从原始数据中重构真实的震前电势形态。
• 对所有站点对之间的异常电场信号进行互相关分析，以检测同步模式。
• 利用互相关结果推断出一种指示地震活动的类似‘奇异吸引子’的前兆模式。
• 整合多站点数据中的时空模式，以估算主震的发生时间窗口和震中位置。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在2009年7月1日希腊6.3R地震前可靠地检测到电场异常？
• RQ2 地面电场数据中的VLP和平台状异常是否与即将发生的地震事件相关？
• RQ3 多监测站点间电场异常的互相关分析能否揭示出一致的前兆模式？
• RQ4 从多站点数据中提取的类似‘奇异吸引子’的前兆模式，是否能提高对主震时间窗口和震中位置的估计精度？
• RQ5 重构的震前电势是否有助于间接估算地震发生的时间？

主要发现

• 在2009年7月1日希腊6.3R地震前，PYR、ATH和HIO站点的地电场数据中检测到电震前脉冲、平台状异常以及VLP信号。
• 各监测站点间异常的互相关分析揭示出一种类似‘奇异吸引子’的前兆模式，表明区域性的震源活动已同步激活。
• 该前兆模式使得主震发生时间窗口的估算更加精确。
• 该方法还实现了比传统方法更精确的震中位置确定。
• 重构的震前电势为地震起始时间提供了间接但有用的估算。
• 结果支持利用多站点电场异常进行短期地震预测的可行性。