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04_EQ统计与分析功能_2

04_EQ统计与分析功能_2

作者: 地学小哥 | 来源:发表于2020-08-22 09:53 被阅读0次

    内容摘要:书接上文,继续聊Geoist中的catalog模块的相关功能,给大家介绍如何获取EQ目录数据和进行相应的分析与质量控制QC。主要是给EQ目录分析感兴趣和给刚入行的小白们看吧!

    做完目录对比后,怎么全面分析一下目录,也就是给目录做个体检,比如:目录里面有没有重复的记录啊,是否完整啊等等这些。这里小哥在USGS的QC代码基础上,又进行了改写,代码如下:

    from geoist.catalog import QCreport as qc
    qc.pathname = gi.TEMP_PATH
    qc.network = 'usgs'
    qc.start_year = '2000'
    qc.end_year = '2020'
    qc.time_window = 2.0
    qc.dist_window = 15.0
    ## EQ目录质量检测
    pathname,prefix = qc.create_figures_new(qc.qcinit(), dbusgs)
    ## 生成HTML报告
    qc.generate_html(pathname,prefix,qc.to_show)
    

    运行成功后,会给出十几张评价目录质量的图片,最后以html格式的报告体现。
    效果如下:

    图1 目录的QC报告内容

    下面我们继续上节课的内容,从下面几个方面看看:

    4、活动性分布(Seismicity)

    EQ空间分布图

    图2 Seismicity Map

    图中小哥还加上了全球的断裂构造信息作为背景。

    事件分布的密度图

    图3 Seismicity Density Plot

    深源EQ分布

    图4 大于50km深源EQ

    5、震级频度关系和完整性

    很多EQ分析都是基于统计学方法,对于一个EQ目录如果不完整,意味着统计结论可能是错误的。通常越小的EQ与不好记录,比如1级EQ,可能由于震中周边没有EQ仪,就没记录到。

    从专业角度,EQ震级和频率之间有相关性,越大震级目录中事件数量少,小EQ数量多,这叫G-R关系。通过这个关系可以得到一个Mc震级,小于这个Mc的EQ,意味着可能是不完整的,因此,计算出来这个值后,小于Mc的EQ就不要统计分析了,可能没意义。

    震级频度关系

    图5 目录完整性

    注意图中两个参数Mc和b值,这通常是研究一个时空范围内EQ活动性的关键指标。b值一般认为与一个区域内的应力水平有关,而这个值就是基于EQ目录来算地,一般b值越小,反映地下的应力水平越高。

    6、时序分析

    如果不考虑EQ震中位置,仅从时间上看什么时候多,什么时候少,这叫时序分析,最有名的当属震级-时间关系图,即M-T图,很多时候这图就是结论依据。

    M-T图

    图6 震级-时间关系图

    ps:有些M-T图习惯用竖线来画,但是,图6方式可能会更好,因为当EQ较多的时候,用竖线会发生遮盖

    事件时间间隔

    图7 相邻事件之间的时间间隔

    目录的震级-频度直方图

    图8 震级分布直方图

    事件分级统计

    图9 按照震级档来统计

    累积矩释放

    图10 累积矩释放过程

    一般一个大EQ后会产生阶梯,也有人称之为这是:“魔鬼阶梯”。

    ps:一般EQ震级大一级能量大30倍,也就是一个7级EQ差不多等于30个6级,EQ矩就是衡量EQ释放能量的单位。千万别小看EQ震级就差一点哦,大一级那可不一样呦

    一句话总结:哇,EQ目录分析好有意思啊,大家反映上次写的太科普,小哥这不发奋学习了好几天,发扬动手能力强的优点,咱也能攒个分析工具出来!现在工具也有了,数据也有了,屏幕前奋发图强的小盆友们,赶快动手吧,下一次开组会,PPT里面的图可以用用geoist的catalog工具包啊!

    未完待续~

    参考资料:
    1、USGS目录,https://earthquake.usgs.gov/fdsnws/event/1/
    2、CENC目录,中国EQ台网发布的标准目录,小哥做了内网地址,http://10.2.14.222/catalog
    3、中国矩震级目录,详情参考文章:Cheng, J., Y. Rong, H. Magistrale, G. Chen, and X. Xu (2017). An Mw‐based historical earthquake catalog, Bull. Seismol. Soc. Am. 107 2490-2500.
    4、GEOIST工具包,你关心的信息全在这里https://github.com/igp-gravity/geoist

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