抽象性
区域地震似然模型测试结果对地震预测的影响请求预测前景 加利福尼亚州2006-2010年地震在此期间,测试区发生31起地震 .视五大预测提交测试对比预测使用预测验证法 大气科学开发 专为龙卷风使用基于预测分数的Skill评分 发生测试地震完全预测会 随机预测 .最佳预测 )31大地震 至 .所有地震最平均预测 .最优预测量级优于随机预测并使用替代方法评价RELM预测性能并讨论报警预测相对优异概率预测
开工导 言
地震不在空间随机发生大地震优先发生于小地震发生区地震复杂现象,但它们确实服从数度缩放法则实例之一是Gutenberg-Richter频率放大累积数地震 数值大于 区域中特定时间段的近似关系 去哪儿 近普适常量范围 并 度量震荡度小地震可用判定 并一号)可用以确定大地震发生概率Kosobokov等[一号使用数 地震 区域映射全局地震危险
多组研究的一个问题是,地震性是否有时差可用预测未来地震的发生大故障地震(例如加利福尼亚州圣安德烈亚斯)半周期性地发生合理的假设是大地震间隔期间区域地震速率加速无证据表明系统化发生加利福尼亚背景震荡似乎静止不变除年份大余震序列外,Rundle等[2上图一号显示南加利福尼亚州震波范围 1983至2000年期间每年有良好代表一号取用 并 .
由Keilis-Borok和同事开发基于模式识别区域地震性变异的中期地震预测算法3..预测以报警为基础 异常行为临界值达警示 高似数发生地震高成功率包括1988年亚美尼亚地震和1989年LomaPrieta地震4,但也有显著假报警 和故障预测
论文焦点研究RELM测试对加利福尼亚地震预测的影响预测测试 2006-2010年期间发生地震预测提交需在起始日期前提交研究RELM测试结果时,我们将使用大气科学开发法5专为龙卷风龙卷风预报基于报警发布二级报警:(1) 龙卷风监视特定区段和时间,如果大气条件显示有利于龙卷风,(2) 龙卷风警告,如果观察到一个或多个龙卷风,发布龙卷风警告龙卷风预测评价基础是预测失败数和假报警数量化成功度量技能评分 技能评分统一预测 零随机预测RELM预测概率而非报警基础,即需要连续测距预测概率报警预报中指定高风险区我们将讨论两种替代方法的影响
提交RELM测试的预测主要基于先质地震活动多种方法量化该活动内段2论文中我们将讨论相对强度(RI)和模式信息学方法RI方法推断小地震发生时间高活度(激活)表示高风险PI方法相关,但包括激活和免责内段3问题回溯预测讨论内段4RELM测试讨论,测试地震解析解析5.提交预测内容解析6并用C节评价7.
本文的一个目标是理解预测与测试期间地震分布之间的关系讨论我们所相信的 定义清晰的先质激活
二叉PI和RI
Rundle等人建议模式信息学预测法[2,6和Tiampo等[7..预测中 地震区域划分成网格 区域化区域地震率研究量化异常行为预感变化包括地震性增减均在规定时间段内识别修改超出规定阈值热点定义预测未来 10年时间窗口热点区域将发生地震PI方法基于报警使用PI方法Rundle等[8预测加利福尼亚热点对2000-2010年期间有效Holliday等[九九公元2000-2005年间发生的18起地震中16起发生在热点区域PI预测依赖时间,因为它基于背景地震性时间变化
密切关联预测技术是相对强度方法RI预测基础直接推断小地震使用率一号)RI预测可能取决于时间,如果后台震波时间段相对短上文描述的PI方法成功后,人们开始讨论PI方法是否比RI方法高得多。比较这些方法对有效性得出不同结论10,11..比较突出评估震性预测性能的困难
3级前景预测对回溯预测
预测真实预测未来地震并不知道这些地震回溯预测显示过去发生的地震预测(say2000-2010)基于周期启动前可获得的数据预测地震的存在为人所知原则上回溯预测可以公平执行在许多情况下,这些预测偏向于预测地震的存在
PI预测Rundle等[8....成功预测加利福尼亚18次地震中16次导致回溯挑战11..
很明显,最好主办一场竞赛,研究组在比赛中提供定义清晰的地震预测出自RELM测试 下一节将描述其中一些规则基于Rundle等人预测[8..测试区为加利福尼亚州预测制作 电网地震 预测细胞预测期间为2006年1月1日至2010年12月31日论文还将归纳结果
4级RELM测试
南加利福尼亚地震中心于2000年组成区域地震似然模型工作组12..首次对未来地震预测进行竞争测试研究组被鼓励提交加利福尼亚未来地震预测测试期结束时,预测数将与实际发生的地震作比较
RELM测试基本规则如下
测试区为加利福尼亚州所选区域略超出图中显示的状态边界一号.
(2) 目标是预测最大地震,预计合理数目将在合理时间内发生选择5年测试时间段从2006年1月1日延至2010年12月31日地震带 即预测偏差量因至少20 在此期间预计会发生地震面向 估计大约2年,5年时间太短应用级取自高级国家地震系统在线目录http://www.ncedc.org/anss/anss-detail.html)
(3) 要求参与者提交测试期间特定空间单元和级数箱预期发生的地震数为了做到这一点,测试区域被分解成 带维度空间单元 约10千米x10千米空间单元进一步划分为41级文件箱 , , . 并 .要求参与者具体说明地震预测数 级积桶 高山市 )会发生测试段 单元格 .
必须指出,RELM预测持续性(概率性)而非报警基础期望每个空间单元发生地震数并需要每个级积连续报警预测各有优缺点连续预测对确定保费有用,但预测地震数太小,对公众没有意义报警预测说明哪里最有可能发生地震
八组提交十九次预测详细讨论这些预测前,我们将讨论测试区测试期间发生的地震 .
5级震动
测试期间2006年1月1日至2010年12月31日 测试区地震 .发生时间、地点和大小表显示一号.图中还显示测试地震的位置一号.
31次地震发生在 细胞中表中显示地震与细胞关联2.22个细胞中5个发生多次地震A单元发生5次测试地震不足为奇,因为这是Cerro Prieto地热区,被认为具有高震度7682地震中22起 测试区测试细胞
测试期间发生的大地震 市长-Cucapah2010年4月4日地震一号)这场地震位于北美和太平洋板块间板块边界中心位于墨西哥-美国边界以南约50公里处,但在测试区内发生,图中显示一号.事件23 24 25 26 27 28 29 和 31定义清晰事件1、7、8、9、10、14、16和19构成该区域4.97至5.80级8次测试地震的前兆群,包括2008年2月9日至19日10天期间4次(事件7-10)。事发地约5千米至20千米以北El市长-Cucapah地震中心并置身事件初级余震区外地震群由于其小量和早期发生当然不能被视为前震,但可能表示震动激活本文后期将讨论AMR激活
另一群地震发生在测试区西北角与门多基诺角相邻本序列(事件23、4、5、20和21)范围为5.0至6.5高震度区域 并期望事件集中事件21可能或可能不是事件20余震17和18对震很有趣极有可能 2009年10月1日地震预震 2009年10月3日地震
6级提交预测
已提交预测已较详细讨论13..八组提交的十九次预测见RELM网站http://relm.cseptesting.org/)为了有一个公共比较基础,我们只考虑覆盖整个测试区域的预测七大预测提供预测数 .为 5年测试周期内0.1级休克 细胞中
提交的预测基于各种方法鸟刘预测14基础运动模型新构造Ebel等预测15基础平均率 地震 单元格从1932年到2004年赫尔姆斯泰特等预测16基础推算过去地震性Holliday等预测17建基于用模式信息学技术修改推算过去地震性Wiemer和Schorlemmer预测18号建基于异性概率模型
我们现在讨论Holliday等预测更多细节RELM预测基础遵循PI预测法中介绍格式7,8..数值范围 和单元格维度 都是一样的PI方法基于报警地震预测或发生或未发生于特定区域(热点点)PI预测所有热点细胞都得到等似地震概率表内值2, .RELM测试非以报警为基础,而是基于测试区每个单元发生地震概率这需要持续评估风险,而不是二分评估报警实现这一点,Holliday等[17预测引入热点区域统一概率并增加非热点区域较小概率Holliday等地图[17预测用图表示2.
正如我们在描述RELM测试时所说,每位参与者都提交了地震数预测 级积桶 中会发生 .正因如此 传值 在每个预测中提交以更好地了解预测的影响,我们计算数值箱概率 供每个空间单元提供预测地震数 单元格内 带级 : 之所以执行这个和数 是为了直接应用大气科学开发的 技能评分法预测龙卷风 问题在于龙卷风是否发生 而不是强度自RELM测试 评分指休眠室发生或不发生地震
和之和 跨单元格总震数 带 预测测试期间发生 : 去哪儿 表示细胞总数我们的目标是将地震总数预测数与地点预测数分离为了实现这一点,我们介绍细胞评分 定义由 去哪儿 表示测试期间发生地震的细胞数注释发自3)和(b)4)我们有 相加之和 所有单元格对提交预测都相同单元格评分 直接度量细胞发生测试地震的概率 .完全预测(完全技能评分) 细胞发生地震 面向所有其他细胞主文 可最大 .然而,因为我们只关心是否发生地震细胞,而不是发生数-下段我们讨论的点-所有值 单片处理为 1实践上不会发生,因为小值 RELM预测提供
因为预测是专用 单元格内多场地震时需要考虑如何处理预测上文指出,在我们的分析中,发生多场地震的单元与只发生一次地震的单元处理相同。照例运行龙卷风预报预测期间区域发生多龙卷风不予考虑,只考虑一次或多次发生测试震表一号事件1、7、8、16和24发生在同一单元中,类似事件9和10,事件17和18,事件22、25和28,事件23和26复数表显示2.因此,我们将考虑对22个细胞所作的预测
取发生地震的实际细胞数 和每次提交时地震预测总数 使用3),我们得到了预测分数 使用4)
7份提交的预测中包括2份单列预测预测事件数目不同,但相对位置分数相同因此,我们考虑五份提交文件预测分数 表格中为5项提交文件中的每一项提供2面向 细胞发生地震完全预测只有22个细胞预测发生地震 22个单元中的每一单元随机预测全部 单元格相同 会出产 表中提交的预测分数2范围宽广的值从 至 .
7结果评价
设计RELM项目期间,还开发出综合测试策略19号..提出了一套概率测试方法,通过测试中心实施20码..方法使用L测试、N测试和R测试测试应用到原提交数据这种方法应用到Schorlemmer等头2.5年RELM结果[13..泽查尔等[21号)确认原拟概率测试有问题并提议修改
肯定这是评价结果的一种方法,本文件的主要目的是提出一种补充方法。评估地震预报数 与预测位置分离
Lee等[22号提议修改RELM测试结果评价方法论文短文比较全加利福尼亚提交的预测本文考虑子集预测结果与报警预测概念相关
显示结果表2可用以比较发生地震的每个细胞预测分数模型间最高分用粗体显示很明显有许多方法评价预测结果优预报大相抵 差预测小 .我们首先考虑预测得分最高预测Holliday等[17预测最大 8个细胞发生(目标)地震维默和舒莱默18号预测有6最大 .赫尔姆斯泰特等[16预测四大 .归根结底,Bird和Li14预测有3最大 .表中还给出这些值3.最大分数范围取自 事件一至 事件11
比较发生地震的22个单元平均细胞预测分数也有意义这些值 显示表3.赫尔姆斯泰特等[16预报最高 维默和舒莱默18号预报曾 和Holliday等[17预报曾 .赫尔姆斯泰特等[16预测平均效果最佳,但在提供最佳细胞预测方面做得相对差应当指出,最佳平均预测 比随机预测(无技能预测)强一阶 .
上文指出,Holliday等[17预报主要是报警预测PI方法用于判定最有可能发生地震的细胞(热点)。单元格预测表2,这些细胞预测分数 由测试区总面积的8.3%组成(7682个单元中的637个)。发生地震的22个单元中,17个发生热点单元17个单元中的8个预测细胞评分由Holliday等提供[17预测最高
八点八分讨论
RELM测试提供一套定义清晰的预期地震预报和一套定义清晰的测试地震本文提供方法评价RELM预测我们相信我们的方法有相当大的长处,但期望将结果与其他作者获取的结果作比较。
RELM预测提供数字 地震预期发生量级箱 空间单元 .基础我们方法(1)待使用2)确定预测数 地震带 期望空间单元发生 ,(2)待使用3)确定总预测数 震中3级待使用4)判定细胞评分 .
我们先比较测试期间发生的实际地震数,31和预测值最近的预测值为Holliday等[17带 表显示3.
下比较预测分数 地震带 单元格内发生 .我们注意到值 与提交主要震荡和余震加主要震荡的两份提交文件相同预测数提供不同的值 , 并 震中预测空间分布完全相同
完全预测预测分数 发生或多起地震的22个单元中的每个单元 其余7660单元平均预测评分 22 细胞发生地震 5 预测从高值不等 低值 .值范围相对小约二分随机预测(无技能)假设测试区7682细胞等概率 面向所有细胞最佳预测评分 约比随机预测高10分,比完美预测差100分
或概率预测或报警预测RELM提交规则概率性唯一基于报警发布预报的预测是Holliday等人[17..未来测震问题在于测震应否报警或概率基础系统研究报警预测可能会引起极大兴趣。
另外一个有趣的问题就是预测中是否有时间分量数据中是否有取决于时间的分量来显著改变预测概率八大测试地震是El市-Cucapah地震余震,八大测试地震与先兆群相关联31次测试中 17次与这次地震相关似乎有理由得出结论,El市长-Cucapah地震前先发制人可能对预测成功起了重要作用。
测试期间与门多基诺角相邻的六群地震没有导致测试期间随后的大事件Swarm活动定期发生从前台激活该活动将导致假报警区间对比(Cape Mendocino和ElMayor-Cucapah)显示使用先兆激活预测地震的困难性
词汇表
| M级: | 地震强度 |
| m: | 分量级 |
| N级e类: | 实际地震数 |
| N级f级: | 预测地震数 |
| N级C级: | 单元格数 |
| N级百货公司: | 带震细胞数 |
| N级斐族: | 细胞内预测地震数 |
| N级美美市: | 预测水流数 和单元格 |
| : | 预测评分相关概率 单元格中将出现 |
| : | 发生地震的22个细胞平均预测评分 |
| : | 随机预测(无技能) |
| : | 最大细胞评分数 |
感知感知
Y.T.Lee感谢国家科学委员会和地球物理研究所提供研究支持J..b.Rundle和JR.Holliday得到NNXO8AF69G支持