地震活动"密集—平静"现象的混沌特性探讨

摘要：

把概率论方法与Logistic方程结合起来,采用随机变量(X)分布的统计参量:即变异系数Cv、偏态系数γ1、峰态系数γ2、信息熵H(X)和h*量值以及分数维维数D0*和D1*等参量,探讨了定量描述"密集-平静"不均匀分布现象和判断系统处于平衡状态和非平衡状态的方法.研究认为:地震活动性异常的实质是X的概率分布由单峰型(平衡状态)转为双峰型或多峰型(非平衡状态)分布,可以由上述参量尤其是γ2和h*量值的综合分析来区分.对于"密集-平静"的前震序列和强余震发生前的序列,这种转变可以由"时间分支行为"来解释;并且提出了根据有震(X≥1)和无震(X=0)两种定态的时段之比,来判断前震序列的一种简易方法.中国大陆M≥7.0地震年频度分布存在双峰型分布特征,可能说明中国大陆M≥7.0地震活动处于远离力学平衡状态.一个大地震在其发生演化过程中,地震活动及前兆现象经历了从弹性应变积累阶段的无序状态(表现为单峰型的泊松过程)到非弹性应变中期阶段的有序状态(有序的自组织结构,表现为双峰或多峰型),再到短临阶段的无序状态.这时出现各种异常现象的同步变化被显著破坏为特征的混沌状态,系统不可逆转地被推向失稳状态;触发因素在这时起重要作用,将引发大地震发生,使系统进入应变能大释放和长期衰减的新状态,而后开始新一轮孕育过程.对于地震及其前兆所具有的这种现象,似乎不可能在纯力学的基础上探索研究,而应该视为在远离平衡条件下非线性动力学体系一般性问题的组成部分.这种认识本身的深化可能就是地震预报研究领域一个重要的突破点.

关键词："密集-平静"、概率分布质变、单峰型、多峰型、混沌、判断方法

所属期刊栏目：27

分类号：P315.7(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家自然科学基金4050400

在线出版日期：2008-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：1-17