Acoustic fluidization for earthquakes?
Melosh [1996]提出，声学流化可以提供一种替代理论，用来解释为什么一些地壳断层看起来很弱。我们表明，理论中存在微妙但深刻的不一致，不幸的是使结果无效。我们提出了可能的补救措施，但必须承认，声流化的相关性仍然是一个悬而未决的问题。
2000-01-20 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Energy flows in the earthquake source before and after the main shock
本文基于 Umoff-Poynting 定理与地震现象学理论，将前震、余震作为能量因素传播的示踪物，发现主震前能量流向震中汇聚、主震后向外发散，并提出震级依赖验证方法。
2024-01-23 physics.geo-ph
Real-time processing of distributed acoustic sensing data for earthquake monitoring operations
提出模块化软件框架，通过实时DAS波形流和机器学习走时拾取，将DAS数据无缝集成至地震监测系统，推动光纤网络在实时灾害评估中的应用。
2025-05-29 physics.geo-ph
Earthquake-like patterns of acoustic emission in crumpled plastic sheets
我们报告了两个不同的平衡物理系统的输出信号的显着相似之处-地震和间歇性的噪音发出的双螺旋塑料片-双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。我们发现，这两个信号共享几个统计特性，包括能量的分布，不同的时间尺度的能量增量的分布，返回间隔的分布和能量增量的大小和符号的相关性。这种类比与复杂系统中普遍性的概念是一致的，并且可以为地震复杂行为背后的机制提供一些见解。
2010-11-24 physics.data-an physics.geo-ph
Time-magnitude correlations and time variation of the Gutenberg-Richter parameter in foreshock sequences
本文利用最近导出的震源几何增长模型、相关地震的震级分布和时间-震级关系，计算了与主震相关的前震序列的Gutenberg-Richter（GR）震级分布参数的时间依赖性。结果表明，在前震序列中，从背景值到主震，该参数随时间减小。如果存在相关性，则这种时间相关性和时间-震级相关性提供了监测前震地震活动性的工具。我们讨论了这种分析的发生时刻和主震的震级的相关性。讨论适用于几个Vrancea主震和拉奎拉地震的间接地震活动性。这种分析的局限性进行了讨论。
2023-03-03 physics.geo-ph
Dynamical evolution of the community structure of complex earthquake network
地震台网具有无标度性、小世界性、层次性和混合性等特点。本文从群落结构的角度分析了地震台网在主震前后的时间演化。研究发现，表征群落存在性的模块性测度的最大值表现出一种特殊的行为：在主震前，其最大值保持在一个较大的值，在主震时，其最大值突然下降到一个较小的值，然后相对缓慢地增加并再次松弛到一个较大的值。因此，一个主震吸收和合并社区，创造一个更大的社区，显示如何主震可以在复杂的网络表示地震活动的特点。
2012-08-09 cond-mat.dis-nn physics.geo-ph
From Stress Chains to Acoustic Emission
本文采用有限离散单元法（FDEM）的数值方法研究了一个含颗粒层的地震系统模型。当地层被驱动以剪切颗粒层时，出现应力链系统。应力链赋予该层抗剪切性，并且在故障时发射广播到地层中。作为声发射接收的这些广播提供了对地震系统的颗粒层状态的远程监测。
2019-02-21 physics.geo-ph
Machine Learning Predicts Laboratory Earthquakes
预测断层破坏是地震科学中一个基本但难以实现的目标。在这里，我们表明，通过倾听实验室故障发出的声学信号，机器学习可以非常准确地预测故障发生前的剩余时间。这些预测仅基于声信号的瞬时物理特性，而不利用其历史。令人惊讶的是，机器学习识别出了从断层带发出的信号，这种信号以前被认为是低振幅噪声，可以在整个实验室地震周期中进行故障预测。我们假设，将这种方法应用于连续的地震资料可能会导致识别目前未知的信号，在提供新的见解故障物理，并在放置边界故障时间的显着进步。
2017-02-19 physics.geo-ph
Acoustic-Friction Networks and the Evolution of Precursory Rupture Fronts in Laboratory Earthquakes
我们发现，网络的介观和输运特性遵循相同的趋势，对于同一类型的剪切破裂的破裂速度，同时也比较了三种不同的摩擦实验的结果。从锯切西风花岗岩断层的摩擦网络参数分类前锋显示出明显的分离成两组，表明两个不同的破裂前锋。相对于缩放的局部破裂持续时间与网络参数，我们表明，差距是有关的可能性之间的分离缓慢和定期的前线。
2013-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Supershear shock front contribution to the tsunami from the 2018 $\mathbf M_{\mathbf w}$ 7.5 Palu, Indonesia earthquake
众所周知，危险的海啸主要发生在俯冲带。然而，2018年印度尼西亚苏拉威西岛（Sulawesi）的一个走滑断层上发生的7.5级地震引发了海啸，摧毁了帕卢市。这场海啸是如何从这样的地震中产生的一直存在争议。在这里，我们提出了近场地面运动（GPS）数据证实，地震达到超剪切速度，即，破裂速度大于主介质的剪切波速。我们研究了这种超剪切破裂对海啸生成的影响，通过耦合地面运动到一个一维非线性浅水波模型，占随时间变化的水深位移和速度。与当地的水深剖面的帕卢湾周围的一个潮汐站，我们的模拟再现了海啸的到来和运动所观察到的闭路电视摄像机。我们的结论是，马赫（冲击）前，所产生的超剪切速度，与水深相互作用，并促成了海啸。
2022-02-26 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Round-the-world echo of earthquake and solar flare
我们提请注意地球和太阳上的全球地震回波之间的相似性。地震时地球上的回声现象是可以观测到的。发现主震激发出一个圆形的表面波，它绕过地球返回震中，并在主震后3小时激发出一次重复地震（余震）。显然，在色球耀斑期间，太阳上也发生了类似的事情。我们发现，在达到最大亮度后大约一小时，耀斑亮度有小幅增加的迹象。这一现象的原因是经过环球旅行后返回震中的会聚表面波对耀斑区有一定的影响。关键词：震源，主震，余震，色球耀斑，圆形表面波
2019-05-25 astro-ph.SR physics.geo-ph
Dynamical evolution of clustering in complex network of earthquakes
网络方法在当代复杂系统/现象科学中起着突出的作用。这种方法已被引入地震学在最近的工作[S. Abe和N.铃木，欧菲。Lett. 65，581（2004）]。本文讨论了美国加利福尼亚州地震台网的动力学特性，发现丛集系数值在主震前保持平稳，在主震时突然跳高，然后按幂律缓慢衰减，再趋于平稳。因此，网络方法被发现以一种特殊的方式表征主震。
2006-12-06 cond-mat.other physics.geo-ph
3D Acoustic-Elastic Coupling with Gravity: The Dynamics of the 2018 Palu, Sulawesi Earthquake and Tsunami
我们提出了一个高度可扩展的三维完全耦合地球和海洋模型的地震破裂和海啸的产生。我们模拟地震，声波和表面重力波传播的弹性（地球）和声学（海洋）材料来源于基于物理的非线性地震动态破裂。复杂的几何形状，包括高分辨率的测深，海岸线和分段地震断层离散自适应非结构化四面体网格。一个不连续的Galerkin离散与ADER当地的时间步进（ADER-DG）产生千万亿次的计算效率和高阶精度的时间和空间。我们比较了3D完全耦合的方法，使用2D浅水建模的3D-2D链接模型的基准问题。我们提出了2018年苏拉威西事件的大规模全耦合模型，该模型将地球和海洋中的超剪切地震断层作用与弹性波和声波以及狭窄的帕卢湾的海啸重力波传播联系起来。我们证明了可扩展性和性能的MPI+OpenMP并行化的三个千万亿次超级计算机。
2021-11-22 cs.DC cs.MS physics.comp-ph
Three New Fundamental Problems in Physics of the Aftershocks
最近，余震物理学又被三个新问题所丰富。我们有条件地称之为动力学问题、逆问题和形态学问题。动力学问题是研究地震主震后全球地震回波的累积效应。根据该理论，由主震激发的一个会聚的地表地震波在主震发生后约3小时返回震中，激发出一个强余震的激发。第二个问题是适当描述余震流的平均演化。我们引入了震源失活系数的新概念，提出了描述余震演化的方程。基于演化方程，提出并求解了震源物理反问题。第三个任务是模拟余震的时空分布。它的解使我们对震源结构有了更深入的了解。
2020-01-28 physics.geo-ph
Numerical simulations of seismo-acoustic nuisance patterns from an induced M1.8 earthquake in the Helsinki, southern Finland, metropolitan area
本文利用 SeisSol 对赫尔辛基大都市区一次诱发 M1.8 地震进行三维地震-声学耦合模拟，揭示 S 波产生最强声扰（声压级达 0.04 Pa），并发现合成振幅小于经验预测且受震源辐射模式与地形非线性相互作用影响。
2023-08-09 physics.comp-ph physics.geo-ph
Predicting laboratory earthquakes with machine learning
成功地预测地震是地球科学的圣杯之一。传统的预测使用关于复发间隔的统计信息，但这些预测不够准确。在最近的一篇论文中，提出了一种机器学习方法，并将其应用于实验室地震数据。机器学习算法通过声发射连续测量辐射能量，作者能够成功预测实验室地震的时间。在这里，我们复制了他们的模型，该模型应用于玻璃珠的凿层，并将其应用于使用盐的凿层获得的数据集。在该盐实验中，设置了不同的加载点速度，导致可变的重复时间。我们使用的机器学习技术被称为随机森林，它使用了地震间隔期间的声发射。随机森林模型成功地对这两种材料做出了相对可靠的预测，也是在地震发生之前很久。显然，在整个实验过程中，数据中有关于下一次地震发生时间的信息。对于玻璃珠，能量是逐渐和越来越多地释放的，而对于盐，能量仅在前体活动期间释放，因此用于预测的重要特征是不同的。我们解释的结果的差异是由于不同的微观力学的滑动。研究表明，机器学习方法可以揭示数据中存在的关于不稳定滑动事件（地震）时间的信息。需要进一步的研究，以确定负责任的微观机械过程，然后可以用来推断自然条件。
2020-11-12 physics.geo-ph
Scaling law for seismic hazard after a main shock
在大地震之后，需要估计连续发生强余震的可能性。利用与临界现象的相似性，我们引入了一个比例律的衰减时间后的预期数量的余震大于一定的震级的主震。通过分析加利福尼亚州的地震记录，得到了支持我们标度假设的经验结果。建议的形式统一了著名的大森和古腾堡-里希特地震活动性定律，以及其他现象学观察。我们的研究结果大大修改了目前采用的估计，并可能导致大地震后的地震危险性评估的改善。
2004-03-01 cond-mat.other physics.geo-ph
Aftershocks of the 2013 deep Okhotsk earthquake
2013年5月24日05：44 UTC，鄂霍次克海发生强烈深源地震。这次地震震级为8.3级，震源深度为629公里。这次地震伴随着深源余震。本文主要研究余震的时空特征。估计了震源在主震后“冷却”的失活系数。发现了地球的环形振荡对余震的调制作用。考虑了全球地震回波和震中时空分布的肋状结构问题。关键词：大森定律，失活系数，反问题，调制，自由振荡，环球回波，时空分布
2020-07-29 physics.geo-ph
Anomalous decrease of relatively large shocks and increase of the p and b values preceding the April 16, 2016 M7.3 earthquake in Kumamoto, Japan
2016年熊本地震始于4月14日在Hinagu断层带（FZ）发生的6.5级地震，随后发生了包括M6.4地震在内的活跃地震活动。最终，4月16日在二川FZ发生了7.3级地震。我们调查了6.5级地震后地震活动的时空变化是否有7.3级地震的迹象。我们事先确定了阈值震级，超过这个震级，所有地震都被完全记录下来。然后，我们发现，相对较大的（M >= 3）地震的发生率显着减少前1天的M7.3地震。通过发生率抽样变化的一个标准差评价该降低的显著性。我们接下来证实，M >= 3的地震活动性可以很好地用p ~ 1.5 +/-0.3的Ehrman定律建模，这表明地震活动性的时间衰减明显快于p = 1的典型衰减。当我们在分析中使用较长时间段的数据时，获得了较大的p值。这一意义得到了自举方法的证实。我们的详细分析表明，大的p值是由二川FZ北部地区的地震活动的快速衰减造成的。将GR频度-震级分布的斜率（b值）应用于地震活动的时空变化，发现北部地区b值显著增加，增加幅度为db = 0.3 ~ 0.5。通过db的统计检验和使用自举误差的检验来验证显著性。根据我们的研究结果，结合NIED进行的应力反演分析所获得的结果，我们认为，在7.3级地震发生之前，二川FZ附近的应力已经降低。我们提出，与其他一些意见，减少应力可能已引起的增长的慢滑的二川FZ。
2016-12-27 physics.geo-ph
Dependence of the source deactivation factor on the earthquake magnitude
地震物理学的三个基本定律，分别以它们的发现者大森、古腾堡、里克特和巴斯的名字命名，被广泛应用于原始、评论、专题和科普文献中。在本文中，我们试图从一个不寻常的角度来看待法律。我们的方法背后的想法如下。这三个定律中的每一个都是在解决特定研究问题的过程中建立起来的，其结果都以特定的数学形式表达出来。我们问自己，是否有可能修改问题的陈述，和/或修改定律的表达形式，以便看到一个众所周知的科学陈述的新方面？根据大森定律，余震的频率随着时间的推移呈双曲线下降。这个问题的修正形式是找到一个描述余震时间演化的微分方程。我们发现了一个简单的微分模型，在这个模型的框架内引入了震源失活的概念。从理论和实验上分析了失活因子与主震大小的关系。已经可靠地确定了失活因子随着主震强度的增加而单调减小。其他可能的应用所提出的方法技术被认为是。特别指出了如何克服大森定律与能量守恒定律之间的矛盾。关键词：大森定律，古登堡-里克特定律，巴斯定律，主震，余震，失活因子，大森期，演化微分方程。
2021-08-05 physics.geo-ph
Relativity of Time in Earthquake Physics
该研究借鉴相对论概念提出地震震源固有时理论，利用前震余震数据测量发现固有时相对世界时不均匀流动，补充了震源演化阶段认知，丰富了地震实验研究手段。
2025-09-05 physics.geo-ph
Low-magnitude Seismicity with a Downhole Distributed Acoustic Sensing Array -- examples from the FORGE Geothermal Experiment
我们展示了井下分布式声学传感（DAS）阵列在探测、定位和表征犹他州地热能（FORGE）研究前沿观测站附近发生的低震级地震的能力。10.5在2019年4月至5月的增强型地热系统的初始刺激期间，在FORGE地热站点的监测井中采集了连续几天的数据。犹他州矿物山脉下的地震活动也发生在距离FORGE监测井10公里的范围内。在实验期间，犹他大学地震仪站记录了这些地区的四次地震。我们对DAS数据的处理，包括模板匹配，在此期间发现了82次地震，其中16次在区域网络上可见。通过DAS处理获得的完整性的大小至少比FORGE站点周围的密集表面阵列好M=0.5。虽然单个垂直DAS阵列由于其方位模糊性而在事件位置方面受到限制，但多个DAS井或井下阵列与地面站或近地面水平DAS的组合可以共同解析位置。所有检测到的事件可能起源于两个活跃的源区，可以聚类成几个不同的家庭。
2020-07-10 physics.geo-ph
Elementary theory of earthquake source relaxation
本文以公理化方式提出地震主震后震源冷却松弛的初等理论，引入震源失活概念并推导出两阶段松弛模式，指出经典Omori和Hirano-Utsu定律的适用局限性。
2024-10-17 physics.geo-ph
Seismic Arrival-time Picking on Distributed Acoustic Sensing Data using Semi-supervised Learning
分布式声传感（DAS）是一种新兴的地震监测和地下成像技术。DAS记录的地震信号具有几个明显的特征，例如未知的耦合效应、强烈的人为噪声和超密集的空间采样。这些方面不同于由地震网络记录的常规地震资料，使得目前利用DAS进行地震监测具有挑战性。需要新的数据分析算法来从DAS数据中提取有用的信息。之前对传统地震资料的研究表明，深度学习模型在挑选地震相位方面可以达到接近人类分析师的性能。然而，DAS数据上的相位拾取仍然是一个困难的问题，由于缺乏手动标签。此外，这两种数据格式之间的数学结构的差异，即，超密集DAS阵列和稀疏地震网络使得模型微调或迁移学习难以在DAS数据上实现。在这项工作中，我们设计了一种新的方法，使用半监督学习来解决DAS阵列上的相位拾取任务。我们使用预训练的PhaseNet模型作为教师网络来生成DAS数据上P和S到达的噪声标签，并应用高斯混合模型相位关联（GaMMA）方法来细化这些噪声标签以构建训练数据集。我们开发了一个新的深度学习模型PhaseNet-DAS，来处理DAS阵列的二维时空数据，并在DAS数据上对模型进行训练。新的深度学习模型实现了高拾取精度和良好的地震检测性能。然后，我们应用该模型来处理连续数据，并直接从DAS记录建立地震目录。我们使用半监督学习的方法为DAS构建有效的深度学习模型提供了一种方法，这些模型有可能改善使用大规模光纤网络的地震监测。
2023-03-14 physics.geo-ph
Elasto-acoustic modelling and simulation for the seismic response of structures: The case of the Tahtalı dam in the 2020 İzmir earthquake
作为一种评估大坝结构在地震中所面临风险的方法，我们采用了一种抽象的数学、三维、弹性声学耦合波传播模型，该模型考虑了（i）大坝结构本身，嵌入（ii）其周围地形，（iii）不同的材料土层，（iv）震源以及（v）充满水的水库湖，将水作为声学介质处理。作为广泛数值模拟的案例研究，我们考虑了2020年10月发生在伊卡里亚海（希腊）和距离那里约30公里（土耳其）的Tahtali大坝的30 $^{\rm th}$的7级地震事件。一项具有挑战性的任务是解决由于大坝建筑结构和感兴趣区域之间的巨大差异而存在的多个长度尺度，考虑地震的传播。结构和高度不协调的网格之间的界面在不同的尺度上解决了通过一个不连续的Galerkin方法。利用实际断层面的反演数据模拟震源。最后，我们执行一个真正的数据驱动，多尺度，全源到站点，基于物理的模拟的基础上不连续Galerkin谱元素方法，它可以精确地验证地面运动经历了沿Tahtali大坝，比较合成的地震图对实际观察到的。一个比较与一个更经典的计算方法，使用一个平面波与数据从反褶积地震图读数作为输入，进行了讨论。
2021-10-29 cs.NA math.NA physics.geo-ph
About the waiting time for a strong earthquake
选取全球7级以上强震活动作为研究对象。研究的主题是下一次强震的等待时间。研究的目的是比较两种等待时间的分布，一种是根据世界时间排序事件时计算的，另一种是根据适当的时间排序时计算的。我们发明了一种独特的地下时钟来计算正确的时间。平均等待时间为25天，世界时间为10滴答。我们以高度的置信度断言，这两种分布都服从指数律。第一种情况下的决定系数为0.94，第二种情况下的决定系数为0.98。这是所有更令人惊讶的，因为我们的地下时钟是一个相当粗糙的测量仪器。我们还考虑了与地震年表有关的一般问题。关键词：适当时间、失活因子、主震、前震与余震、指数分布与幂分布。
2022-09-01 physics.geo-ph
Complex networks of earthquakes and aftershocks
我们调用一个度量来量化任何两次地震之间的相关性。这提供了一个简单和直接的替代使用时空窗口来检测余震序列，并消除了需要区分主震从余震。有向地震网络是通过在强烈相关的事件对之间放置一个从过去指向未来的链接来构建的。每个链接都有一个权重，给出相关性的相对强度，使得任何节点的传入链接之和对于余震等于1，或者如果事件没有相关的前驱，则为零。设置相关阈值以在不丢失重要信息的情况下大幅减小数据集的大小。事件可以是许多先前事件的余震，也可以产生许多余震。传入和传出链路的数量的概率分布都是无标度的，并且网络是高度聚集的。大森定律适用于余震率，直到去相关时间与初始地震的震级$m$成比例，即$t_{\rm cutoff} \sim 10^{βm}$与$β\simeq 3/4$。另一个标度定律将地震和余震之间的距离与初始地震的震级联系起来。我们的结果与有限余震区的假设是不一致的。我们还发现了地震活动主要由小地震触发的证据。我们的方法，使用复杂网络的现代理论的概念，加上一个度量来估计相关性，开辟了新的研究途径，以及新的工具来了解地震活动性。
2004-12-21 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Omori Law. To the 100th anniversary of death of the famous Japanese seismologist
一百年前大森房吉死了我们的报纸是为纪念他而写的。大森在地震物理学方面做出了杰出的贡献。1894年，他提出了余震演化定律。大森定律指出，在地震的主震之后，余震的频率随时间呈双曲线下降。本文简述了现代余震研究的一个方向。关键词：地震，主震，余震，演化方程，失活系数，反问题，触发，适当时间。
2023-02-02 physics.geo-ph
Accelerating Time-Reversal Imaging with Neural Operators for Real-time Earthquake Locations
地震震源是一系列地震学分析的基础。基于拾取的地震定位工作流程依赖于相位拾取器的准确性，并且在处理非均匀介质中的复杂地震序列时可能会有偏差。被动震源的互相关时间反演成像具有高精度、高分辨率的地震定位潜力，但计算量大。在这里，我们提出了一种用于地震定位的替代深度学习方法，该方法将神经运算符用于波传播和时间反演成像的优势与多站波形记录相结合。训练一个U形神经算子来传播具有各种源时间函数的地震波，从而可以在可忽略的时间内预测每个台站的反向传播波场。这些波场可以被叠加或相关，以根据所产生的震源图像定位地震。与其他基于波形的深度学习定位方法相比，时间反演成像考虑了波传播的物理规律，有望实现精确的地震定位。我们证明了方法与二维声波波动方程式的合成和现场数据。结果表明，该方法可以有效地获得高分辨率、高精度的震源相关时反成像。此外，我们的方法是适应的数量和几何的地震台，这开辟了新的战略，实时地震定位和监测密集的地震网络。
2022-10-13 physics.geo-ph
Dynamic weakening by acoustic fluidization during stick-slip motion
一些断层的意外脆弱性被归因于声波的出现，声波通过一种称为声波流化的机制降低围压，从而促进破坏，也被提出来解释地震远程触发。在这里，我们通过一个颗粒断层模型系统的数值研究验证了这一机制。我们发现，粘滑动力学的影响，只有在对应于正常的故障振荡的特征频率施加的扰动，导致逐渐动态削弱失败的临近。在没有扰动的情况下，相同频率的声波在故障发生时自发出现，支持地震触发中声流化的相关性。
2016-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Rupture process of 2013 Shonbe earthquake sequence
在这项研究中，我们使用了点源近似的前提下，它是兼容的破裂过程的主要断层几何所造成的启动Shonbe地震层序。首先，利用基于贝叶斯推断的概率非线性方法，对2013年4月9日在Shonbe附近的土黄色背斜附近发生的主震后6个月内的所有地震进行了重新定位。在掌握了实际台站分布的情况下，进行了综合试验。因此，可以明确影响误差结果的参数的适当值被计算为0.01。重新定位后，从373个地震记录中选取水平误差小于5km的98个地震记录，进一步分析了层序的空间特征。在此基础上，对21个大于4.5 Mn的同相轴进行了点源反演。然后对主震结果进行了补充研究和稳定性检验。因此，我们相信，所收集的结果是可靠的，足以用于地震构造分析的地区所产生的序列。最后，反向滑动矢量与大量的左横向走滑分量（在某些情况下）建模采用倒置的质心的分布和所产生的断层几何形状为选定的事件。在沉积盖层的最低部分，可以看到可能的成因断层向南倾斜，此外，破裂的深度范围位于8至12公里内。
2020-02-24 physics.geo-ph
Functional-Friction Networks: New Insights on the Laboratory Earthquakes
本文报道了泛函复杂网络在摩擦界面声发射波形研究中的一些新应用。我们的研究结果表明，实验室断层经历了一系列的通用阶段，以及加强，削弱或快速滑动和缓慢滑动导致愈合。此外，使用功能网络，我们扩展了耗散的能量，由于声发射信号的短期和长期的事件特征。我们表明，从定期到缓慢破裂的过渡可以有一个额外的生产从临界破裂类类似的直接观察到这种现象在透明的样品。此外，我们展示了详细的亚微米演变的界面，由于短期演变的破裂尖端，这是由唯象描述的模块化率。此外，我们发现每个单一事件的成核阶段，大多数放大事件遵循一个几乎恒定的时间尺度，对应于初始加强的界面。
2014-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
On the elementary theory of earthquake aftershocks
本文阐述地震余震初等理论，给出主震后震源松弛方程，并揭示震源两阶段松弛模式与震源固有时这一新概念。
2025-05-15 physics.geo-ph
Evolution of the Tohoku earthquake aftershocks in the framework of the phenomenological theory of aftershocks
本文基于余震现象学理论，通过失活系数和震源固有时间概念，分析了东北地震余震，揭示了震源弛豫的三个阶段及其间的分岔式转变。
2025-08-06 physics.geo-ph
Earthquake and Electrochemistry: Unraveling the Unpredictable
地震是使用定义明确的地震参数，如地震矩（Mo），矩震级（Mw）和释放的弹性能量（E）来测量的。如此巨大的能量是如何在地壳深处默默地积累起来的？地震研究中最明显的问题仍然没有答案。我们发现了一个内在的和有趣的联系之间释放的能量在地震和电化学电位在超薄金属氧化物电极浸泡在水溶液中的pH值，这使我们了解的起源能量积累过程中的地震。巨大的电化学势是由许多形成在水合粘土矿物（主要是蒙皂石）的独特层结构中的电化学电池积累而成的，这导致了岩石圈（震源）中闪电般的放电。随后产生类似于雷的大规模冲击波，可能通过声流化（AF）引发构造板块沿断层线运动，由此产生的地震能量以一次波（P波）、二次波（S波）和表面波的形式传播。震源电压的存在直接支持了地震电信号（SES），进一步加强了地震预测的VAN方法。我们的发现得到了大量致力于地震科学的研究和观察的支持。如果能及时监测岩石圈断裂带和电离层中的电化学电位、地震电信号（SES）和离子活度的变化，对地震预报和及早抢救生命具有重要意义。
2020-11-02 physics.geo-ph
Bifurcation of the earthquake source at the end of the Omori epoch
主震后的震源理论上可以表示为一个没有入口的黑匣子。在输出端，有一个余震形式的信号，根据大森定律，余震的频率平均随着时间的推移而降低。研究人员的任务是根据输出信号来评估模拟震源的动力系统的结构、状态和运行机制。在本文中，我们概述了一种方法，这个一般问题的部分解决方案。大森定律被表述为余震演化的微分方程。本文提出并解决了一个反问题，其实质是由观测到的余震频度确定震源失活系数。发现了所谓的大森期的存在，在此期间失活系数保持不变。在大森时期结束时，失活系数经历复杂的变化。一个假设已经提出，大森时代的结束表明一个分叉，即从一个状态到一个质的不同状态的源的过渡。我们的报纸是为大森房吉逝世100周年而写的。关键词：余震，大森定律，演化方程，失活系数，反问题，大森纪元，分歧点。
2023-03-05 physics.geo-ph
On the theory of earthquakes: Paradoxical contradiction of Omori's law to the law of energy conservation
本文指出大森定律与能量守恒定律存在悖论性矛盾，通过引入震源失活概念并基于一阶线性微分方程建立余震演化理论，提出两种消除矛盾的方法，深化了对余震现象学理论的理解。
2024-05-24 physics.geo-ph
Dynamics of vertical ionospheric inhomogeneities over Irkutsk during 06:00-06:20UT 11/03/2011 caused by the Tohoku earthquake
根据Usolie-Tory路径（中点-52.3N，103E，120 km）上的准垂直探测资料，重建了等离子体频率中尺度不均匀性的垂直结构动力学。这些不规则性是由2011年3月11日东北地震（北纬38.3度，东经142.4度）造成的。观测到的水平传播速度在电离层和波动的空间尺度的扰动模式，由地震产生的，计算。利用TALAYA地震台（TLY，51.7 N，103.7 E）的资料进行数值模拟，并与实验结果进行比较，结果表明，在观测效应开始后的前20分钟（从06：00到06：20 UT）内观测到的5- 40 km范围内的电离层垂直不规则性，可以定性地解释为来自超声地面源--地震波的声冲击波锥（Mach锥）传播到200 km的高度。结果表明，TLY台观测到的地震振荡的Z分量和E分量是最有可能的震源。在06：20 UT之后观察到的烦躁显然与其他机制有关。结果表明，现有的临时CHIRP电离层探测仪的时间分辨率（60秒）和电离图反演技术不足以详细诊断的精细空间垂直结构的过程。
2014-07-06 physics.ao-ph physics.geo-ph
Reciprocity-gap misfit functional for Distributed Acoustic Sensing, combining data from passive and active sources
从分布式声传感数据中进行弹性介质中地下地球性质的定量成像。设计了一种新的基于互易间隙的失配泛函，考虑了位移和应变的互相关，这些产品进一步将观察与模拟相关联。与其他的失配泛函相比，该泛函具有只需要很少的激励源先验信息的优点。特别是，失配标准使得能够使用来自区域地震的数据（也可以包括地震事件），然后是勘探数据来执行多分辨率重建。区域地震数据包含勘探地震中缺失的低频内容，即使震源很少，也可以恢复长空间波长。这些数据被用来建立先验模型，用于从高频勘探数据进行后续重建。这给出了弹性全互易间隙波形反演方法，我们证明了它的性能与弹性各向同性重建的试点实验。
2020-11-04 math.AP physics.geo-ph
Scale free networks of earthquakes and aftershocks
我们提出了一个新的度量来量化任何两个地震之间的相关性。该度量由两个事件之间的时间间隔和空间距离以及第一个事件的大小的乘积组成。根据该度量，事件通常仅与一个或几个先前的事件强烈相关。因此，将地震分类为前震、主震或余震是自动出现的，而不需要预先设定时空窗口。为了构建一个网络，每个地震都从其最相关的前任接收一个传入链接。任何事件的余震数，确定其传出的链接，被发现是无标度的指数$γ= 2.0(1)$。原始的大森定律与$p=1$出现作为一个强大的地震活动性的功能，持有长达数年，甚至余震序列发起的中等规模的事件。实测的地震与余震距离的厚尾分布表明，用固定的空间窗口进行余震采集是不合适的。
2003-09-21 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
The use of GPS-arrays in detecting shock-acoustic waves generated during rocket launchings
本文研究了火箭发射过程中产生的声冲击波（SAW）的形式和动力学。我们已经开发了一种方法，用于确定SAW参数（包括波矢量的角特性，和SAW相速度，以及朝向源的方向），使用GPS阵列，其元素可以选择出一个大的GPS站的全球GPS网络。1998年和1999年从拜科努尔和肯尼迪航天中心发射综合体发射质子号和航天飞机运载火箭（LV）对电离层影响的个案研究说明了该方法的应用。研究表明，尽管LV特性不同，但所有发射的电离层响应都具有与冲击波形式相对应的N波特性，而不管干扰源（火箭发射、工业爆炸）如何。SAW周期T为270- 360 s，在平静和中等地磁条件下，振幅超过TEC背景波动的标准差至少2 - 5倍。SAW波矢量的仰角高度角在30度到60度之间变化，并且SAW相速度（900-1200 m/s）在电离层F区最大值的高度处接近声速。
2000-07-13 physics.geo-ph
Cross-sphere Coupling and Source Inversion of Ionospheric Disturbances Associated with the 2025 Myanmar Strike-slip Earthquake from BeiDou GEO and Multi-GNSS Observations
Hanzhong Vocational and Technical College（汉中职业技术学院）
本研究利用北斗GEO卫星和多GNSS观测，揭示2025年缅甸地震前电离层异常及震时扰动的耦合机制，发现声波-重力波主导的震时电离层扰动特征。
2026-03-02 physics.geo-ph
Forecasting temporal variation of aftershocks immediately after a main shock using Gaussian process regression
揭示余震震级和到达时间的分布是了解地震序列特征的关键，它使我们能够预测地震活动性和进行灾害评估。然而，由于到达的地震波的污染，识别紧接在主震之后的余震的数量实际上是困难的。为了克服这个困难，我们构建了一个可能性的基础上检测到的数据，将检测功能的高斯过程回归（GPR）。探地雷达不仅能够估计余震分布参数和探测函数，而且能够估计余震分布参数和探测函数的可信区间。高斯过程和余震的分布都是指数函数的性质导致了一个有效的贝叶斯计算算法来估计超参数。在通过数值试验验证后，将该方法应用于2004年中越地震的目录数据，对余震进行了早期预测。结果表明，即使在主震发生后3小时内，该方法也能稳定地同时估计出分布参数及其可信区间。
2021-02-03 physics.geo-ph stat.AP
Statistical similarity between the compression of a porous material and earthquakes
长期以来，人们一直认为断裂实验和地震之间存在深刻的相似性;然而，很少有作品试图完整地描述这些独立现象之间的平行性。研究了Vycor（SiO2）压缩过程中产生的声发射事件。古登堡-里希特定律，修改后的大森定律，余震生产力的法律被发现持有至少50年，是独立的压缩率，并保持稳定的所有实验的持续时间。等待时间分布满足一个统一的标度律与幂律指数接近2.45长时间，这是解释的活动率的时间变化。
2012-11-06 cond-mat.mtrl-sci nlin.AO physics.geo-ph
Extensive Characterization of Seismic Laws in Acoustic Emissions of Crumpled Plastic Sheets
地震和其他发出破裂噪音的系统之间的统计相似性已经在不同的背景下进行了探索，从材料科学到金融和社会系统。这样的类比为描述这些系统的复杂响应提供了统一和普遍的理论。然而，很少有人试图同时描述这种系统中最基本的地震定律。在这里，我们提出了一个完整的描述古腾堡-里希特定律，复发时间，大森定律，生产力定律，和巴斯定律的声发射发生在放松过程中的uncrumpling薄塑料片。我们的研究结果表明，这些法律也出现在这种现象，但（在大多数情况下）与地震和断裂实验报告的参数不同。因此，这项研究有助于阐明地震规律和开裂噪音在uncrumpling过程中的平行，揭示了惊人的定性相似性，但也表明，这些过程显示出独特的功能。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.data-an
Near-surface Characterization Using a Roadside Distributed Acoustic Sensing Array
由于分布式声学传感（DAS）测量的宽带性质，斯坦福DAS-2阵列的路边部分可以记录来自各种源的地震信号。例如，它可以测量由汽车重量引起的地球准静态变形（<0.8 Hz），地震引起的瑞利波（<3 Hz）和动态汽车-道路相互作用（3-20 Hz）。我们直接利用激发的表面波进行浅层横波速度反演。由过往车辆引起的瑞利波具有一致的基本模式和噪声较大的第一模式。通过对33辆过往车辆的频散图像进行叠加，得到了稳定的频散图像。通过加入低频地震瑞利波，可以扩展基模的频率范围。由于扩展的频率范围，我们可以实现更好的深度覆盖和分辨率的剪切波速度反演。为了保证与Love波的清晰分离，并使视速度与相速度对齐，我们选择了一个与台阵近似成一直线的地震。反演模型与由斯坦福大学承包的岩土工程服务公司使用地表直到约50米的活动源进行的常规地震检波器调查所获得的模型相匹配。为了自动化Vs反演过程，我们引入了一个新的目标函数，避免手动色散曲线拾取。我们构建了一个2-D Vs的配置文件，通过执行独立的1-D反演在多个位置沿纤维。从低频准静态失真记录，我们反转为一个单一的泊松比在每个位置沿纤维。我们观察到的Vs和泊松比配置文件的空间异质性。我们的方法是显着便宜，比环境场干涉测量和可靠的估计，可以更频繁地获得，因为没有冗长的互相关是必需的。
2020-06-02 eess.SP physics.geo-ph
Influence of an environment changing in time on Crucial Events: the earthquake prototype
该研究以地震为原型，探讨内部临界关键事件引发的第一类非平稳性与外部时变环境导致的第二类非平稳性的相互作用，发现μ=2和μ=3为统计区域边界，余震对反常标度检测的影响随μ趋近2.5而减弱。
2023-12-14 physics.data-an physics.geo-ph
Well-posedness and potential-based formulation for the propagation of hydro-acoustic waves and tsunamis
研究分层自由表面海洋中水声波与海啸传播的线性模型，通过分析函数空间和算子提出更易数学研究和高效离散化的新公式化，证明两种公式化的适定性，并用谱元法模拟海底地震和滑坡引发的海啸。
2024-04-26 math.AP physics.geo-ph
Vertical midscale ionospheric disturbances caused by surface seismic waves based on Irkutsk chirp ionosonde data in 2011-2016
利用伊尔库茨克快单站啁啾电离层探测仪资料，对2011-2016年发生的28次地震的电离层效应进行了统计分析。这些效应与远离震中的表面（瑞利）地震波有关。分析表明，这些地震中有9次伴随着垂直中等电离层不规则性（多尖）。为了估计地震波的电离层效率，我们提出了新的指数$K_{W}$。该指标估计给定地震振动空间发布所产生的声冲击波的最大振幅，并与地震振动的最大谱功率相关。通过对实验数据的分析表明，与地震有关的多尖波主要出现在$K_{W}\ge4.7$的白天[07：00-17：00]LST。在震中附近用GPS技术观测的内禀重力波没有显示出这种白天依赖性。基于2013年5月24日鄂霍次克海地震的实例，我们证明了深源地震在远离震中的地方可以产生强的多尖波，尽管在震中附近不会产生显著的GPS电离层响应。还发现了三个在远震区出现的零星E分叉现象，并进行了讨论。
2016-09-27 physics.ao-ph physics.geo-ph physics.space-ph
Gaussian Processes for Probabilistic Estimates of Earthquake Ground Shaking: A 1-D Proof-of-Concept
University of Oxford（牛津大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
本文提出基于可扩展GP回归融合多个重叠一维地震速度模型的概率工作流，量化模型不一致导致的地面运动预测不确定性。
2024-12-04 cs.LG physics.geo-ph stat.AP
