88小時(shí):美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)家地震信息中心對(duì)2011年3月11日M W 9.0日本地震的響應(yīng)＊

Gavin P Hayes,Paul S Earle,Harley MBenz,David J Wald,Richard W Briggs,the USGS/NEIC Earthquake Response Team

1)U.S.Geo logical Survey National Earthquake Info rmation Center,Golden,Colorado,U.S.A.2)Synergetics Inc.,Fort Collins,Colorado,U.S.A.

引言

2011年3月11日日本本州島東海岸附近海域發(fā)生的 M9.0地震(Tohoku earthquake,以下稱“東日本大地震”——譯者注)及其引發(fā)的海嘯造成數(shù)以萬計(jì)的人員死亡,造成的財(cái)產(chǎn)損失可能超過1萬億美元,這是有歷史記錄以來最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)家地震信息中心(USGS/NEIC)負(fù)有對(duì)全球發(fā)生的重大地震事件作出快速響應(yīng)的責(zé)任,這也是美國(guó)國(guó)家地震減災(zāi)計(jì)劃(National Earthquake Hazards Reduction Program)的一個(gè)組成部分。正是出于這種責(zé)任,USGS/NEIC迅速產(chǎn)出和發(fā)布了一系列地震信息產(chǎn)品,將地震的潛在影響及時(shí)告知應(yīng)急響應(yīng)者、公眾、媒體和學(xué)術(shù)界,并為解釋此次事件的構(gòu)造背景和未來可能的危險(xiǎn)性提供科學(xué)依據(jù)。

在此,我們以時(shí)間線的形式介紹了在全球地震響應(yīng)系統(tǒng)的信息發(fā)生快速變化的背景下NEIC對(duì)此次災(zāi)難性地震作出的響應(yīng)。這條時(shí)間線包含了內(nèi)部的和公開發(fā)布的產(chǎn)品,其中公開發(fā)布的信息產(chǎn)品在時(shí)間安排上充分考慮了人們對(duì)提供及時(shí)警報(bào)的需求與相關(guān)部門發(fā)布精確、權(quán)威信息的必要性之間的內(nèi)在平衡。這條時(shí)間線還記載了NEIC產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的重復(fù)性與演變過程,并包含了促成產(chǎn)品快速發(fā)布的決策、數(shù)據(jù)和分析工具的一些幕后故事。

1 美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)家地震信息中心

NEIC開展每周7天、每天24小時(shí)(24/7)的全天候業(yè)務(wù),主要致力于全球所有重大地震事件的地點(diǎn)和規(guī)模的快速測(cè)定,并將此類信息立即傳遞給相關(guān)國(guó)家以及國(guó)際機(jī)構(gòu)、科學(xué)家、關(guān)鍵設(shè)施和公眾。

在其24/7的運(yùn)作期間,NEIC通常至少配備兩名地球物理學(xué)家,他們負(fù)責(zé)在地震發(fā)生的20 min內(nèi)對(duì)所有5級(jí)及以上地震事件進(jìn)行審查并作出報(bào)告。每當(dāng)有較大破壞性地震發(fā)生,這些分析人員也當(dāng)場(chǎng)圓滿答復(fù)媒體的呼入電話,并與USGS從事研究的科學(xué)家和職員進(jìn)行溝通交流。此外,NEIC的計(jì)算機(jī)運(yùn)行一直由USGS的IT職員或業(yè)余時(shí)間承包人管理。通常,像東日本大地震這樣的破壞性地震發(fā)生1 h之內(nèi),“國(guó)家地震減災(zāi)計(jì)劃”就會(huì)增加分析人員,對(duì)隨后的余震進(jìn)行審查并將地震信息產(chǎn)品傳播出去,與此同時(shí),科學(xué)和地理信息系統(tǒng)(GIS)工作人員便開始收集有關(guān)破裂動(dòng)力學(xué)、區(qū)域地質(zhì)學(xué)和構(gòu)造學(xué)等方面的更有價(jià)值的信息和內(nèi)容。USGS聯(lián)絡(luò)處也增加職員,對(duì)來自各方的詢問作出解答。

近幾年來,NEIC的地震響應(yīng)在3個(gè)重要方面得以逐步發(fā)展。首先,可用于全球?qū)崟r(shí)觀測(cè)的地震臺(tái)站大大增加。當(dāng)2004年蘇門答臘-安達(dá)曼島 M9.1地震發(fā)生時(shí),NEIC收到了來自近350個(gè)臺(tái)站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);而今天,我們可以收到來自全世界83個(gè)地震臺(tái)網(wǎng)的1183個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)。這些臺(tái)網(wǎng)包括已經(jīng)作出重大改進(jìn)的全球地震臺(tái)網(wǎng)(GSN),其高動(dòng)態(tài)范圍、運(yùn)作穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)遙測(cè)可靠性[1]等都使它在我們的應(yīng)急響應(yīng)工作中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。第二,機(jī)構(gòu)間和國(guó)際間的合作水平已經(jīng)超越了波形數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)震源參數(shù)的協(xié)調(diào)。第三,NEIC所用的地震模擬和分析工具已經(jīng)變得更加復(fù)雜先進(jìn)和方便實(shí)用,其范圍也得到大大拓展。取得的模擬與分析進(jìn)展有實(shí)例為證,如估算基本震源參數(shù)的方法的改進(jìn)、震級(jí)測(cè)定中快速穩(wěn)健的程序、有限斷層模型的產(chǎn)出,以及基于潛在經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡情況對(duì)地震災(zāi)情所作的快速估算。

2 NEIC對(duì)東日本地震系列的響應(yīng)

一次重大地震事件發(fā)生后的數(shù)分鐘和數(shù)小時(shí)內(nèi),NEIC都會(huì)不斷修訂其震源參數(shù)的估算值。在這一處理過程中的某些關(guān)鍵點(diǎn),我們會(huì)向公眾發(fā)布信息,信息產(chǎn)品也會(huì)更新至更高的水平。如果我們不斷更新(有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤)自動(dòng)的或初步的震級(jí)和地點(diǎn)估算值,NEIC用戶就不會(huì)得到良好的服務(wù);因而,只有當(dāng)我們認(rèn)為信息已經(jīng)穩(wěn)定、且具有實(shí)際價(jià)值和權(quán)威性時(shí),我們才會(huì)公開發(fā)布并更新信息產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)作程序已經(jīng)具備,但每一次地震事件都是獨(dú)一無二的,要刻畫其特性就必須對(duì)所用的各個(gè)運(yùn)算法則和系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)有充分的認(rèn)識(shí)。

NEIC并不是孤立地對(duì)較大地震事件作出響應(yīng)。在對(duì)潛在的海嘯地震作出響應(yīng)的最初階段,NEIC會(huì)協(xié)同美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)的太平洋海嘯預(yù)警中心(PT WC)和西海岸/阿拉斯加海嘯預(yù)警中心( WCA T WC)對(duì)震級(jí)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于發(fā)生在日本的地震,各海嘯預(yù)警中心(T WC)再協(xié)同日本氣象廳(JMA)對(duì)震源和震級(jí)進(jìn)行調(diào)整。各機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào)配合會(huì)帶來某些挑戰(zhàn),但這種方式卻為應(yīng)急響應(yīng)者和公眾提供了一致的信息。這樣一來,協(xié)調(diào)可能相互矛盾的信息的重?fù)?dān)就落在了地震機(jī)構(gòu)自己——而不是應(yīng)急響應(yīng)者——的肩上。

下面介紹的NEIC對(duì)東日本地震序列的響應(yīng)涉及對(duì)內(nèi)部和公開發(fā)布的產(chǎn)品的討論。文中記述了NEIC產(chǎn)品的范圍及其重復(fù)性。

2.1 前震

東日本大地震前的兩天時(shí)間中發(fā)生了一系列大的前震。3月9日,東日本大地震震中的東-東北約40 km處發(fā)生了一次 M7.3事件(http:∥on.doi.gov/hi1H r0),隨后在同一天內(nèi)又發(fā)生了3次 M6.0以上地震。正如對(duì)世界上任何一次較大地震事件作出的響應(yīng)一樣,NEIC迅速發(fā)布了每一次事件的地點(diǎn)、震級(jí)、震動(dòng)圖(Shake Map)和 PAGER(全球地震響應(yīng)快速評(píng)估系統(tǒng))產(chǎn)品,我們還根據(jù)USGS長(zhǎng)周期震相( W-phase)矩張量解[2-4]發(fā)布了 M7.3事件和其中兩次 M6+地震事件的補(bǔ)充信息。M7.3地震同震滑移的有限斷層反演結(jié)果[5]顯示出約70 km×50 km的破裂區(qū)域,約1.3 m的滑移峰值出現(xiàn)在震源以北地區(qū)(http:∥on.doi.gov/jKn Hd4)。

2.2 M W 9.0主震

我們將NEIC對(duì)主震的響應(yīng)以時(shí)間線的形式呈現(xiàn)出來,這條時(shí)間線是以地震的發(fā)震時(shí)刻(OT)2011年3月11日05:46:23 U TC(世界協(xié)調(diào)時(shí))為基準(zhǔn)點(diǎn)描繪的(圖1)。時(shí)間線一步步展示出了震源和震級(jí)信息獲得的過程和發(fā)布時(shí)的情況、緊隨其后的信息產(chǎn)品收集和發(fā)布時(shí)的情況,以及實(shí)時(shí)響應(yīng)期間所作的各種決策背后的推理過程。

圖1 NEIC對(duì)東日本大地震響應(yīng)時(shí)間線最初50 m in快照。時(shí)間線中每一次事件的時(shí)間都用相對(duì)于地震發(fā)震時(shí)刻的UTC表示。較大事件用灰色框突出顯示。欲查閱QuickTime.MOV格式的完整時(shí)間線,請(qǐng)見網(wǎng)上資料

OT+3.8 min:初始震源

發(fā)震時(shí)刻:05:46:21

緯度 :38.16°N

經(jīng)度:143.25°E

深度:60.0 km

東日本大地震的初始震源由NEIC實(shí)時(shí)處理系統(tǒng) Hydra在不到4 min時(shí)獲得[6],所用數(shù)據(jù)為來自日本、韓國(guó)和中國(guó)大陸的臺(tái)站的8個(gè)P波觀測(cè)結(jié)果。這一初始位置基于從濾波至約1 Hz的信號(hào)中自動(dòng)拾取的數(shù)據(jù)。利用這一頻帶,我們測(cè)定的位置都接近破裂過程的起始點(diǎn)。隨著實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)從已經(jīng)并入NEIC運(yùn)作的83個(gè)網(wǎng)站不斷涌入,地震的震源在最初47 m in內(nèi)自動(dòng)更新了54次。初始地點(diǎn)與(最終)審訂的NEIC目錄結(jié)果相差約80 km,NEIC目錄結(jié)果于震后約6～8周時(shí)發(fā)布。初始結(jié)果并未公布;當(dāng)結(jié)果趨于穩(wěn)定時(shí),一次地震的地點(diǎn)和震級(jí)就會(huì)公之于眾,對(duì)于獲得的遠(yuǎn)震震源而言,一般會(huì)在OT的8～15 m in內(nèi)公布。

OT+4.7 min:PT WC觀測(cè)消息,MW7.5

OT后不到5 min,PT WC發(fā)布了觀測(cè)消息,利用5個(gè)臺(tái)站資料給出估算震級(jí)。觀測(cè)消息只是初步結(jié)果,主要是為了向其他地震和海嘯觀測(cè)臺(tái)提供處境意識(shí)。由于只是初步信息,所以這些觀測(cè)消息不會(huì)出現(xiàn)在USGS網(wǎng)站上,也不會(huì)通過USGS下屬的地震通知服務(wù)系統(tǒng)(ENS)發(fā)布。PT WC和 WCA T WC兩個(gè)機(jī)構(gòu)都被授權(quán)對(duì)可能在各自責(zé)任區(qū)內(nèi)引發(fā)海嘯的地震作出速報(bào)。他們所估算的震級(jí)通常就是公眾判斷大地震的最初指標(biāo)。

O T+9.7 min:PT WC發(fā)布海嘯通報(bào)

震級(jí):7.9

發(fā)震時(shí)刻:05:46:00

緯度 :38.00°N

經(jīng)度:142.90°E

深度:10.0 km

僅僅用了不到10 min,PT WC就發(fā)布了第一次海嘯通報(bào)。海嘯通報(bào)是NOAA官方公告,提供地震震級(jí)和震源的初步估算結(jié)果,并描述潛在的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)海嘯風(fēng)險(xiǎn)。海嘯通報(bào)中所包含的震源信息被自動(dòng)傳遞給USGS。如果USGS還沒有公開發(fā)布有關(guān)地震事件的信息,這些由NOAA提供的震源信息將被呈現(xiàn)在USGS網(wǎng)站上,當(dāng)USGS發(fā)布自己的結(jié)果時(shí),這些信息就會(huì)被替換下來。

按照日本地區(qū)地震的既定政策,NOAA各海嘯預(yù)警中心使用的初始震源和震級(jí)都是與日本氣象廳(JMA)協(xié)調(diào)的結(jié)果。隨后的通報(bào)往往包含與USGS協(xié)調(diào)獲得的最新震級(jí)和震源估算值。

OT+18.6 min:NEIC公開發(fā)布

震級(jí):7.9

發(fā)震時(shí)刻:05:46:23

緯度 :38.32°N

經(jīng)度 :142.37°E

深度:24.4 km

NEIC最初發(fā)布結(jié)果包括由 Hydra系統(tǒng)得出的震源和發(fā)震時(shí)刻,以及與NOAA各海嘯預(yù)警中心和JMA協(xié)調(diào)得出的 M7.9震級(jí)。此時(shí),NEIC已經(jīng)計(jì)算出幾個(gè)內(nèi)部震級(jí)估算值,包括 mb(Lg)、mb、mL、mB和Mwp[7]。除了 Mwp的估算值為 M8.3外,所有震級(jí)都在 M7.8以下?？焖夙憫?yīng)中只考慮Mwp,因?yàn)槠渌麕追N可用的震級(jí)形式被認(rèn)為不適合作為特大事件規(guī)模的預(yù)測(cè)值。

如果有可靠證據(jù)表明NEIC的早期震級(jí)估算結(jié)果優(yōu)于協(xié)調(diào)估算值,那么它與海嘯預(yù)警中心之間的這種協(xié)調(diào)工作并不是強(qiáng)制性的。然而,在第一次公開發(fā)布東日本大地震信息時(shí),Mwp從原始估算值 M8.5(OT+8.3 min)降了下來,而且似乎尚未穩(wěn)定。雖然有跡象表明此次地震規(guī)模更大(包括來自兩個(gè)海嘯預(yù)警中心的更高的 Mwp),我們還是決定發(fā)布事件震級(jí)為 M7.9,當(dāng)基于波形的 W-phase估算工作已經(jīng)完成并經(jīng)審訂后,我們又對(duì)這一震級(jí)進(jìn)行了更新。事后看來,這一決定被證明是對(duì)事件震級(jí)的嚴(yán)重低估,也反映出提供速報(bào)信息與快速測(cè)定特大地震震級(jí)中所固有的不確定性之間的緊張狀態(tài)。

OT+19.6 min: W-Phase垂直分量迭代結(jié)果#1

W-phase矩張量反演[2]自2008年7月起一直以條件運(yùn)算模式在NEIC展開[3]。源自該系統(tǒng)的結(jié)果只有通過專門領(lǐng)域的專家人工審核后方可使用。一旦初始地震位置和震級(jí)發(fā)布出來,反演程序便會(huì)啟動(dòng),并反復(fù)運(yùn)作,當(dāng)有結(jié)果可用時(shí),就會(huì)添加數(shù)據(jù)。兩套反演程序并列運(yùn)行:一套只使用垂直分量道,另一套使用三分量數(shù)據(jù)[4]。

MW9.0的初始解只受靠近地震(20°～40°)的極其有限的數(shù)據(jù)(6個(gè)垂直道)約束。經(jīng)驗(yàn)表明,早期的 W-phase結(jié)果會(huì)出現(xiàn)高達(dá)±0.3個(gè)震級(jí)單位的差異;因此,我們決定等候反演結(jié)果趨于穩(wěn)定。

OT+20.6 min:全球ShakeMap版本1

根據(jù)M7.9的初始震級(jí)發(fā)布,第1版全球ShakeMap[8]使用的是基于震源距離近似法的地面運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)衰減模型[9]。當(dāng)斷層規(guī)模尚未確定時(shí),將斷層距離視為震源距離可以近似地估算出近源地面運(yùn)動(dòng)(圖2)。

O T+23.6 m in:PA GER版本1

根據(jù)全球 ShakeMap版本 1,第 1版PA GER估算出經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡的警報(bào)級(jí)別分別為黃色和綠色(有關(guān)PAGER警報(bào)級(jí)別的解釋,見圖2)。由于估算的初始震級(jí)低,所以這些警報(bào)級(jí)別也被低報(bào)了。警報(bào)信息被分發(fā)給多個(gè)關(guān)鍵用戶(例如第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)的救助人員、政府機(jī)構(gòu)、救援機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵設(shè)施等)以及 NEIC的地震事件網(wǎng)頁(圖 2)。

OT+32 min:CMT研究結(jié)果內(nèi)部發(fā)布

USGS的矩心矩張量反演算法基于Jascha Polet(加州州立理工大學(xué)波莫納分校)的反演方法。Jascha Polet運(yùn)行著一套僅在NEIC內(nèi)部發(fā)行的程序,這套程序——如 W phase一樣——負(fù)責(zé)啟動(dòng)NEIC的最初發(fā)布[10]。僅僅在32 min之后就迅速發(fā)布的利用7道數(shù)據(jù)獲得的反演解給出了 MW8.9的震級(jí),這就為最初的 W-phase M9.0矩張量解提供了關(guān)鍵證據(jù),由此表明剛剛發(fā)生的是一次巨大地震。

OT+38 min:NEIC/PT WC協(xié)調(diào)震級(jí)更新

震級(jí):8.8

發(fā)震時(shí)刻:05:46:23

緯度 :38.32°N

經(jīng)度 :142.37°E

深度:24.4 km

NEIC公開發(fā)布的第一次更新結(jié)果使用了由Hydra系統(tǒng)獲取的地點(diǎn)和發(fā)震時(shí)刻,而震級(jí)則是與各海嘯預(yù)警中心協(xié)調(diào)的結(jié)果。各海嘯預(yù)警中心與NEIC之間的溝通肯定了CMT研究結(jié)果、 WCA T WC Mwp和由NEIC與PT WC計(jì)算得出的 W-phase結(jié)果,這些結(jié)果都在M8.8和 M9.0之間。人工審核繼續(xù)對(duì)NEIC的三分量W-phase結(jié)果進(jìn)行最終認(rèn)定,與此同時(shí),最初發(fā)布的震級(jí)需要迅速更新也已經(jīng)變得非常明了。

OT+40 min:全球ShakeMap版本2 OT+43 min:PAGER版本2

根據(jù)全球 ShakeMap版本2(如版本1一樣,更新震級(jí)為 M8.8),PAGER版本2估算出的由震動(dòng)引起的經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡的警報(bào)級(jí)別分別為紅色和黃色。由于事件驗(yàn)證需要耽擱10 m in,所以10 min之后警報(bào)信息即被分發(fā)給多個(gè)關(guān)鍵用戶(例如第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)的救助人員、政府機(jī)構(gòu)、救援機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵設(shè)施等)以及NEIC的地震事件網(wǎng)頁。在這一階段,單頁警報(bào)(概要)中還會(huì)出現(xiàn)“請(qǐng)讀者訪問NOAA網(wǎng)頁(http:∥www.tsunami.noaa.gov)”的文字。

OT+48 min: W-Phase垂直分量結(jié)果發(fā)布

NEIC的 W-phase最終自動(dòng)反演解使用了74道數(shù)據(jù)(15～90°),其給出的震級(jí)為MW8.94。這一結(jié)果只在內(nèi)部發(fā)布。

OT+62 min: W-Phase三分量結(jié)果發(fā)布

NEIC的三分量 W-phase最終自動(dòng)反演解使用了89道數(shù)據(jù),其給出的震級(jí)為MW8.90,這一結(jié)果被廣泛分發(fā)給預(yù)訂用戶和NEIC的地震事件網(wǎng)頁。

OT+65 min:震級(jí)更新,NEIC公開發(fā)布

震級(jí):8.9

發(fā)震時(shí)刻:05:46:23

緯度 :38.32°N

經(jīng)度:142.37°E

深度:24.4 km

NEIC公開發(fā)布結(jié)果的第二次更新基于相同的位置和發(fā)震時(shí)刻,震級(jí)則是根據(jù)NEIC三分量 W-phase反演解更新的。

OT+1 h 0 9 min:全球ShakeMap版本3

OT+1 h 16 min:PAGER版本3

此次更新的震級(jí)再次引發(fā)ShakeMap和PAGER的更新;新修訂的震級(jí)使震動(dòng)引起死亡的警報(bào)級(jí)別提升至橙色。從這一階段開始,PAGER警報(bào)級(jí)別保持穩(wěn)定(經(jīng)濟(jì)損失為紅色、死亡情況為橙色),這種狀態(tài)一直持續(xù)至事件發(fā)生的幾天以后,此時(shí)發(fā)布的數(shù)據(jù)中估算的死亡人數(shù)已有所增大,由此,基于死亡的警報(bào)級(jí)別被提升至紅色。

O T+1 h 35 m in:構(gòu)造概況公布

如所有較大地震一樣,NEIC也提供了東日本大地震的構(gòu)造概況,描述了震源區(qū)廣泛的構(gòu)造、此次地震所涉及的板塊及其相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率、引發(fā)地震破裂的可能的震源斷層以及近期附近的歷史地震活動(dòng)。

隨后的構(gòu)造概況迭代結(jié)果于地震后幾天內(nèi)發(fā)布,這些結(jié)果提供了有關(guān)該區(qū)歷史地震活動(dòng)的更為詳細(xì)的資料,特別是與引發(fā)海嘯的大地震相關(guān)的資料。這些概況信息還有西班牙語版本,是在初始發(fā)布的幾個(gè)小時(shí)以后提供的。

OT+1 h 45 min～2 h 35 min:有限斷層反演、迭代結(jié)果#1和#2

有限斷層初始反演結(jié)果使用了以三分量 W-phase自動(dòng)反演解為依據(jù)的斷層幾何形態(tài),其走向與日本海溝的幾何形態(tài)不符(分別為230°對(duì)大約195°);因此,這一初始解反映的破裂過程是錯(cuò)誤的。根據(jù)來自當(dāng)?shù)匕迤瑤缀涡螒B(tài)的信息(USGS Slab1.0 model,http://on.doi.gov/d9ARbS;文獻(xiàn)[11])和重新反演的數(shù)據(jù),對(duì)斷層面走向進(jìn)行了重新調(diào)整。隨后的結(jié)果(版本 2,OT+2 h 35 m in)識(shí)別出一次長(zhǎng)約300 km的雙側(cè)破裂,以～60 s等時(shí)線為中心,破裂以南和以北分別有一個(gè)較大凹凸體。

OT+2 h 42 min:全球ShakeMap版本4,斷層有限性

有限斷層反演結(jié)果和余震的總體分布都揭示出主要為南向的、略微呈雙側(cè)破裂模式,破裂長(zhǎng)度約 300 km,由此,此時(shí)的ShakeMap綜合考慮兩種結(jié)果,增加了有限斷層的近似規(guī)模。ShakeMap還包含了數(shù)百個(gè)來自“Did You Feel It?”(DYFI?)(USGS基于網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)烈度調(diào)查系統(tǒng)——譯者注)的強(qiáng)震調(diào)查結(jié)果。雖然有限斷層規(guī)模后來經(jīng)過修改(如下所述),但結(jié)果證明最初的估算值對(duì)于所用的地面運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)衰減模型而言是有效的。事實(shí)證明,到本文發(fā)表時(shí),由PAGER系統(tǒng)用這一近似模型估算出的基于震動(dòng)的損失與已知的震動(dòng)相關(guān)的損失是一致的。

OT+6 h 04 min: W-phase三分量解、人工更新、重新發(fā)布

初始自動(dòng)解發(fā)布和公布后,由于可以通過NEIC波形緩沖區(qū)獲取更多的數(shù)據(jù),因而 W-phase反演結(jié)果得以完善,尤其是注意了反演數(shù)據(jù)的質(zhì)量。又經(jīng)過幾次迭代以后,擁有234個(gè)數(shù)據(jù)道的反演結(jié)果給出的矩震級(jí)為MW8.99。這一解的最佳雙力偶也與當(dāng)?shù)匕迤瑤缀涡螒B(tài)非常吻合。這個(gè)CMT結(jié)果于O T+5 h 17 min時(shí)在內(nèi)部發(fā)布,47 min后又發(fā)表于NEIC事件網(wǎng)頁上?？紤]到震級(jí)變化不大(0.1個(gè)單位),而且在隨后幾小時(shí)/天內(nèi)仍有可能進(jìn)一步更新和完善 W-phase結(jié)果,所以NEIC將其官方震級(jí)在預(yù)期的審核之前一直保持在M8.9。

O T+6 h 55 m in:有限斷層反演、迭代結(jié)果#3C

MW9.0促成對(duì)版本2的解進(jìn)行重新反演的原因有二。第一,地震啟動(dòng)的相對(duì)緩慢(由最初～50 s的低矩率證明)和破裂速度(最初被限定在1.9～3.3 km/s))的參數(shù)化使得版本2解中的破裂遠(yuǎn)離了震源。如果優(yōu)先考慮反演數(shù)據(jù),那么破裂速度范圍就可以調(diào)整,使破裂靠近震源。第二,版本2解中的最大滑移量被限定在15 m;這一數(shù)值被放大了,目的是讓看似致密型破裂中(在初始反演中被限制在～150 s的高矩率、震源在300 km之內(nèi))的滑移更大。

在版本3中,破裂幾何形態(tài)被修正,速度跳躍很大(0.5～3.5 km/s),滑移峰值未受到嚴(yán)格約束。在重新進(jìn)行仔細(xì)的數(shù)據(jù)調(diào)整和放寬地震矩最小化限制之后(使地震矩受反演數(shù)據(jù)——主要是面波——約束,而不是受CMT輸入解約束),版本3C揭示出震源機(jī)制為雙側(cè)破裂、長(zhǎng)度近300 km,沿走向、上傾朝日本海溝方向滑動(dòng),滑移峰值近18 m。這一結(jié)果(OT+6 h 55 min)在內(nèi)部發(fā)布,約3 h后又發(fā)表于NEIC事件網(wǎng)頁上(圖3)。

OT+1～24 h:新聞媒體的響應(yīng)

從地震發(fā)生后幾分鐘開始一直到第2天,一個(gè)由NEIC分析師、通信職員和研究人員組成的團(tuán)隊(duì)幾乎都在不斷地回應(yīng)來自媒體的咨詢。地方的和國(guó)家級(jí)的新聞機(jī)構(gòu)涌入NEIC的各個(gè)辦公室,對(duì)地震的不同方面及其毀滅性海嘯進(jìn)行了一系列的直播報(bào)道,包括我們媒體中心的晚間新聞直播報(bào)道。在地震發(fā)生后24 h內(nèi),訪談也幾乎持續(xù)不斷;隨后的一個(gè)星期內(nèi)又有數(shù)十次采訪。

OT+7 h 19 min:全球 CMT(gCMT)解,版本1發(fā)布

最新的 W-phase反演解(MW9.0)和初始快速有限斷層模型發(fā)布后不久,gCMT小組(http:∥www.globalcm t.org)發(fā)布了其東日本大地震矩張量的初始估算值,給出矩震級(jí)為MW9.12。這一解的最佳擬合雙力偶的淺傾斜面(走向 =201°,傾角 =09°,滑動(dòng)角 =85°)比 W-phase 解(走向 =193°,傾角=14°,滑動(dòng)角=81°)的傾斜面淺得多,說明兩個(gè)解之間的地震矩差(gCMT的6.0×1029dyne-cm對(duì) W phase的3.9×1029dyne-cm)可能與 Kanamori和 Given[12]最先提出的、目前已廣為人知的淺源地震的矩-傾角平衡相關(guān)。不過,這一偏差也表明需要進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)分析。

將近3天后,gCMT將其反演結(jié)果更新至另一個(gè)解,其矩震級(jí)為 MW9.08,震源機(jī)制變化不大(走向=203°,傾角=10°,滑動(dòng)角 =88°)。

OT+8 h:地震概況公告

地震發(fā)生大概8 h后,NEIC地震事件網(wǎng)頁上發(fā)布了最初版本的USGS地震概況公告,描述了構(gòu)造背景、當(dāng)?shù)氐牡卣鹞ｋU(xiǎn)性、區(qū)域地震活動(dòng)以及快速 ShakeMap和PAGER結(jié)果。

OT+2 d: W-phase傾角敏感性分析

圖3 USGS/NEIC得到的東日本大地震最初的(a,b)和更新的(c,d)有限斷層滑移分布圖。圖(a)和(b)示出每一解的震源時(shí)間函數(shù)。在(b)和(d)圖中,反演的滑動(dòng)分布被展現(xiàn)在假定的矩形斷層幾何形狀內(nèi),滑移量用顏色表示,每4 m畫一條輪廓線。滑移量在4 m以下的區(qū)域是部分透明的。每一子斷層的滑移向量用灰色箭頭表示,也是根據(jù)滑移量按比例繪制的。在圖(d)中,紅色等值線代表2011年3月9日 M W 7.3前震的0.5 m和1.0 m滑移分布

隨后幾天,震級(jí)估算值被進(jìn)一步修正。這項(xiàng)工作包括與下列人員進(jìn)行的后續(xù)討論,他們是:斯特拉斯堡地球物理學(xué)院(法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué))的Louis Rivera、加州州立理工大學(xué)波莫納分校的Jascha Polet和Lamont-Doherty地球觀象臺(tái)的Meredith Nettles。我們和這些研究人員利用不同數(shù)據(jù)和方法獲得的震級(jí)估算值結(jié)果接近,差異一般不超過0.1個(gè)震級(jí)單位。

最終的USGS震級(jí)估算值M9.0基于對(duì)USGS W-phase結(jié)果的仔細(xì)審核,而且也與JMA最終的(現(xiàn)在的)官方預(yù)測(cè)值相吻合。USGS M9.0是在測(cè)試 W-phase反演結(jié)果對(duì)矩心位置、深度和對(duì)反演傾角的(直接)敏感度之后獲得的,測(cè)試過程中沿模擬的板片表面(據(jù)USGS Slab1.0模型;圖4)不時(shí)地進(jìn)行一系列固定矩心反演,所用濾波數(shù)據(jù)集來自發(fā)表的最新 W-phase反演解。推斷最佳擬合解既利用了反演在恢復(fù)固定地點(diǎn)板片界面的幾何形態(tài)方面的能力,又使用了合成數(shù)據(jù)與這些數(shù)據(jù)的均方根擬合差。結(jié)果顯示出對(duì)反演程序中所用 PREM(初始參考地球模型)[13]速度模型中的界面相當(dāng)敏感,但最優(yōu)解顯示深度為 21 km,傾角 12°,矩震級(jí)MW9.03(圖 4)。

OT+3 d 16 h:NEIC公開發(fā)布更新#3

圖4 由USGSSlab1.0模型得到的俯沖幾何形態(tài),以及地震矩心和傾角的 W-phase解試驗(yàn)。圖(a)示出通過主震震中(垂直虛線)俯沖帶的橫截面,是與Slab1.0獲得的2D剖面疊加而成。黃色CMT結(jié)果表示用于限制板片幾何形態(tài)的gCMT解;灰色圓圈和機(jī)制解代表背景地震活動(dòng)性。紅色菱形代表由區(qū)域地震活動(dòng)性探測(cè)獲得的數(shù)據(jù),也用于幾何形態(tài)的約束。詳情請(qǐng)見http:∥earthquake.usgs.gov/research/data/slab/。圖(b)示出Slab1.0界面的傾角。灰色圓圈表示由圖(a)得出的黃色機(jī)制解的傾角。在圖(c)中,我們示出沿板片界面固定矩心位置的 W-phase CMT反演結(jié)果,以檢測(cè)反演結(jié)果對(duì)位置的敏感性及其解析板片界面傾角的能力。最優(yōu)解用褐紅色表示;其他解用紅色表示。在圖(d)中,我們將此結(jié)果與最初的和更新的gCMT解相比較。最后,在圖(e)中,我們示出迭代的 W-phase反演解,其中的矩心位置被允許可以水平變化但不能垂直變化。每次迭代后,矩心位置被轉(zhuǎn)移到Slab1.0界面,數(shù)據(jù)從新的地點(diǎn)被重新反演。這一過程一直持續(xù)到矩心位置不再從起始位置移動(dòng)為止,由此得到機(jī)制解#3,用褐紅色表示

考慮到 W-phase結(jié)果已經(jīng)更新,而且我們也對(duì)傾角敏感度進(jìn)行了深度分析,因此USGS/NEIC決定在地震發(fā)生的3.5天之后將其對(duì)東日本大地震的震級(jí)分類進(jìn)行更新,這一時(shí)間正好與一次新聞發(fā)布會(huì)巧合(http:∥on.doi.gov/gcBgWv)。在經(jīng)過獨(dú)立分析之后,JMA也將其震級(jí)估算值更新為M9.0。

3 討論

所幸的是,像東日本地震這樣的巨大地震并不多見?；谝陨险宫F(xiàn)的時(shí)間線,可以對(duì)NEIC在一次罕見、超大地震中的應(yīng)急響應(yīng)作出評(píng)述。NEIC響應(yīng)的核心部分——地震位置和規(guī)模的快速測(cè)定以及這些信息的迅速發(fā)布——是合理可靠的。NEIC也快速準(zhǔn)確地發(fā)布(并隨后更新)如 ShakeMap和PAGER等更多的產(chǎn)品。在下面的章節(jié)中,我們將討論震級(jí)、ShakeMap、PAGER和有限斷層模型的演變過程,并提供決定發(fā)布更新結(jié)果時(shí)的背景情況。與2004年蘇門答臘-安達(dá)曼地震相比,對(duì)東日本大地震的響應(yīng)始終較快,而且(事后看來)也更精確。當(dāng)然,在幾條戰(zhàn)線上仍有改進(jìn)的空間,尤其是在初始震級(jí)及其更新結(jié)果的協(xié)調(diào)方面,以及利用先驗(yàn)的斷層幾何形態(tài)構(gòu)建快速有限斷層模型的協(xié)調(diào)方面。

3.1 震級(jí)的演變

東日本大地震發(fā)生的65 min之內(nèi),NEIC估算的最初震級(jí)就經(jīng)過了一次更新——從最初的協(xié)調(diào)結(jié)果M7.9(OT+18.6 min)更新至M8.9(OT+65 min)。20 min之內(nèi), W-phase算法獲得了初步的巨大震級(jí)估算值(由 W-phase垂直分量迭代結(jié)果#1得出MW9.0,OT+19.6 min),由此推測(cè)出此次事件的潛在毀滅性影響。3天以后,震級(jí)估算值被最終更新為MW9.0,反映出對(duì)事件又進(jìn)行了更多詳細(xì)的分析。這一最終更新結(jié)果對(duì)于隨后展開的對(duì)事件的精確描述和詳細(xì)分析非常重要,而且,USGS ShakeMap和PA GER產(chǎn)品中 M8.9相對(duì) M9.0的穩(wěn)定性所反映的地震災(zāi)情實(shí)時(shí)估算狀況不會(huì)受到太大影響。未來的工作重點(diǎn)將是,按照NEIC的要求認(rèn)真審核初始震級(jí)中的不確定性(特別是利用 W-phase和快速CMT估算的類似大地震的結(jié)果),以將震級(jí)測(cè)定結(jié)果盡可能地控制在有限的范圍之內(nèi),并確保其權(quán)威性。

將NEIC對(duì)2011年東日本大地震的響應(yīng)與其對(duì)2004年12月26日蘇門答臘-安達(dá)曼島地震的響應(yīng)相比較,我們便會(huì)得到某種啟示。在后一個(gè)事例中,最初的自動(dòng)NEIC解(未公開發(fā)布)是在17 min后得到的,當(dāng)時(shí)估算的震級(jí)為 mb6.2。又過了10 min后,自動(dòng)NEIC解給出的內(nèi)部結(jié)果說明震級(jí)規(guī)模很大,矩震級(jí)為 MW8.2。在地震發(fā)生后1 h 23 min,地震參數(shù)公布了,震級(jí)為 MS8.5。后來,6 h 13 min后,震級(jí)被更新為MW8.9,這一結(jié)果是根據(jù)初步的全球CMT(當(dāng)時(shí)即哈佛CMT)解獲得的。重要的是,當(dāng)時(shí)的NEIC還依賴于其他機(jī)構(gòu)提供的權(quán)威震級(jí)測(cè)定結(jié)果。

NEIC對(duì)2011年東日本大地震的響應(yīng)始終比對(duì)2004年蘇門答臘-安達(dá)曼島事件的響應(yīng)要快。最初公開發(fā)布的東日本大地震M7.9震級(jí)(OT+18.6 min)雖然比最終震級(jí)低了許多,但其發(fā)布的時(shí)間卻比2004年時(shí)的初次震級(jí)發(fā)布時(shí)間(OT+77 min)快了將近1個(gè)小時(shí)。更重要的是,2011年,在內(nèi)部算法迅速表明震級(jí)規(guī)模被大大低估后,NEIC在 38 m in內(nèi)便將震級(jí)公開更新至M8.8,又在65 min內(nèi)更新至 M8.9。

如果將2011年和2004年的時(shí)間線疊加在一起進(jìn)行比較,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)2011年震級(jí)更新至最終震級(jí)的0.1個(gè)單位以內(nèi)時(shí),有關(guān)2004年蘇門答臘地震的巨大規(guī)模的任何官方消息仍未公開發(fā)布。換句話說,2011年全球的人們?cè)跀?shù)分至數(shù)小時(shí)之內(nèi)就知道了東日本地震的巨大規(guī)模,而在2004年,發(fā)布此類信息卻用了數(shù)小時(shí)至數(shù)天的時(shí)間。

如此大幅度的改進(jìn)應(yīng)歸因于自2004年以來發(fā)生的運(yùn)作程序上的以及制度方面的變遷,這些變遷是 GSN、NEIC和研發(fā)機(jī)構(gòu)在快速表征大地震震級(jí)方面的投入所獲得的直接或間接結(jié)果。最重要的是,NEIC已經(jīng)擯棄了從前奉行的正常辦公時(shí)間以外隨叫隨到的分析和研究機(jī)制,取而代之的是24/7的全天候運(yùn)作機(jī)制。一些學(xué)術(shù)合作伙伴通過外部資助項(xiàng)目對(duì)我們予以支持,他們的專業(yè)技能使我們受益匪淺,此外,我們還得到了一些6年前按慣例無法得到的非現(xiàn)金形式的支持,這同樣也使我們從中獲得裨益。有了他們的支持,我們才能建立、測(cè)試和運(yùn)作快速精確的基于震源的分析,這樣一來,地震震級(jí)(以及其他諸如破裂持續(xù)時(shí)間和斷層有限性等基于震源的觀測(cè)結(jié)果)就可以得到比從前更加及時(shí)準(zhǔn)確的描繪。最后,由于有了新聘人員的參與和基于事件的直接經(jīng)驗(yàn),我們已經(jīng)建立起一支分析和研究隊(duì)伍,并相應(yīng)地建立起了一套能夠使地震響應(yīng)工作更加流暢、精確、協(xié)調(diào)的程序。

相比之下,當(dāng)面對(duì)2004年的 M9.1地震時(shí),NEIC缺乏一套能夠快速提供事件的科學(xué)框架和估算事件的社會(huì)影響力的綜合工具。今天,我們的挑戰(zhàn)已經(jīng)變成怎樣完善這些工具以使其在工作中更好地協(xié)調(diào)作戰(zhàn),以及怎樣簡(jiǎn)化我們的外部協(xié)調(diào)工作,使其效率更高。

3.2 ShakeMap和PAGER的演變

ShakeMap和PA GER是USGS將地震信息轉(zhuǎn)化成圖片形式的產(chǎn)品,這些圖形包括預(yù)期的地面震動(dòng)以及死亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失的估算值。ShakeMap和 PAGER的實(shí)用價(jià)值都依賴于快速震源評(píng)估和更新結(jié)果的即時(shí)發(fā)布。我們?cè)诖瞬粚?duì)ShakeMap和 PAGER做詳細(xì)的評(píng)價(jià),而是著重討論這些產(chǎn)品與震級(jí)、斷層幾何形態(tài)以及滑移更新結(jié)果之間的關(guān)系。

ShakeMap震動(dòng)分布和PAGER受災(zāi)人口初步估算值(圖2)比最終估算值低,原因是初步估算值依賴于最初的低震級(jí)(M7.9)。隨著震級(jí)估算值的更新,ShakeMap震動(dòng)分布和PA GER受災(zāi)人口估算值以及警報(bào)級(jí)別都朝著各自的最終估算值迅速增大(O T+1 h 09 min:全球ShakeMap版本3;OT+1 h 16 min:PAGER版本3)。

大地震需要有近似的斷層幾何形態(tài)來支持,這樣才能保證對(duì)最初的 ShakeMap和PAGER分析結(jié)果所進(jìn)行的更新的精確性。在地震發(fā)生后2 h 40 min(ShakeMap版本4)對(duì)ShakeMap進(jìn)行的更新結(jié)果考慮了來自區(qū)域“DYFI?”調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)以及斷層有限性信息——即破裂區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度。2011年3月14日,日本國(guó)家地球科學(xué)與防災(zāi)研究所(N IED)發(fā)布了由強(qiáng)震數(shù)據(jù)反演得到的滑移分布估算值(ShakeMap版本5),當(dāng)日,最初的斷層規(guī)模估算值(基于余震分布)即被修改。次日,即2011年3月15日,K-Net記錄的強(qiáng)震數(shù)據(jù)子集發(fā)布,并當(dāng)即被納入ShakeMap(ShakeMap版本6)。同樣,KiK-Net強(qiáng)震數(shù)據(jù)子集于2011年3月19日發(fā)布,ShakeMap隨即更新至版本8。完整的K-Net和 KiK-Net數(shù)據(jù)集分別于2011年3月23日和2011年3月26日發(fā)布,此后便產(chǎn)生了 ShakeMap的最終更新結(jié)果——ShakeMap版本10～12。隨后發(fā)布的版本都與震后不到3 h發(fā)布的ShakeMap版本4差異不大。

每當(dāng)有最新的 ShakeMap發(fā)布時(shí),PAGER也隨之更新。在OT+43 min第一次震級(jí)更新之后,警報(bào)級(jí)別變?yōu)榧t色(根據(jù)經(jīng)濟(jì)損失估算值);地震發(fā)生后75 min時(shí),死亡人數(shù)的警報(bào)級(jí)別變?yōu)槌壬?。PA GER的這些警報(bào)級(jí)別一直保持不變,直至ShakeMap版本10發(fā)布,因?yàn)檫@時(shí)有了完整的 K-Net和 KiK-Net數(shù)據(jù)可用。這些數(shù)據(jù)中有一部分表明記錄的地面運(yùn)動(dòng)比從前觀測(cè)的或估算的要高,因此ShakeMap也隨之更改,PAGER死亡人數(shù)警報(bào)級(jí)別也相應(yīng)地提升至紅色。

3.3 有限斷層模型的演變

有限斷層模型提供滑移沿地震破裂隨時(shí)間變化的情況。這些模型的高潮部分就是斷層面上的靜滑移圖,這對(duì)于快速危險(xiǎn)性估計(jì)而言是最重要的。源自有限斷層模型的破裂長(zhǎng)度和最大滑移估算值可以對(duì)預(yù)期地面震動(dòng)和人口受災(zāi)情況的估算形成重要約束。

根據(jù)遠(yuǎn)震數(shù)據(jù)獲得的早期快速有限斷層滑移分布估算值(版本1和版本2)就板片結(jié)構(gòu)而言與斷層幾何形態(tài)不符,而且在破裂速度和滑移峰值參數(shù)化方面也遇到了困難。利用來自Slab1.0的先驗(yàn)幾何信息,并允許在反演程序中出現(xiàn)寬泛的破裂速度和滑移量,上述問題便得以校正,由此產(chǎn)生第3版模型。該模型提供了第一個(gè)日本海溝俯沖帶上滑移分布的精確的估算值。這一模型在地震發(fā)生后7 h之內(nèi)建成并在內(nèi)部發(fā)布。雖然自那以后模型被不斷更新(圖3;參見http:∥on.doi.gov/h32IYb),以更好地解釋斷層幾何形態(tài)、數(shù)據(jù)分布和質(zhì)量以及其他有關(guān)模擬程序的詳細(xì)情況,但是,由這第一個(gè)模型估算的沿走向、上傾的滑移分布概況與之后發(fā)布的各種模型所揭示的情況非常類似。有關(guān)這些模型的詳細(xì)情況以及對(duì)其敏感性的討論可參閱 Hayes[14]。圖3也顯示出3月9日MW7.3前震期間的滑移與主震滑移的關(guān)系,表明東日本大地震可能使與前震相同的區(qū)段再次發(fā)生了破裂——盡管就平均值而言其滑移量比較低。

早期矩張量估算值的節(jié)面中的不確定性表明了利用先驗(yàn)信息——比如來自像Slab1.0這樣的模型的信息——來約束最初的斷層幾何形態(tài)的有效性。倘若一次事件與東日本大地震類似,利用Slab1.0研究未來較大的俯沖帶地震可以將初次估算滑移分布的時(shí)間減小2/3。

4 總結(jié)

本文首次在一個(gè)正式出版的刊物上以時(shí)間線的形式呈現(xiàn)出NEIC對(duì)一次全球性大地震所作響應(yīng)的情況。我們概要介紹了NEIC及其合作機(jī)構(gòu)對(duì)這次地震的主要觀測(cè)結(jié)果,討論了這些分析結(jié)果的演變過程,并簡(jiǎn)要介紹了這些信息是何時(shí)、通過何種方式向公眾以及內(nèi)部和外部各方發(fā)布的。我們介紹這些資料的目的就是為一次罕見的、巨大地震的響應(yīng)工作所面臨的問題提供一個(gè)詳盡的解釋。我們?cè)O(shè)想本文中的時(shí)間線模式能夠突出顯示技術(shù)和程序方面的成功與不足之處,這有助于推動(dòng)我們?cè)趯W(xué)術(shù)上的合作伙伴的研究工作,也有利于改進(jìn)我們自己未來的響應(yīng)工作。我們展示了自2004年蘇門答臘-安達(dá)曼地震以后的6年來NEIC的響應(yīng)工作水平是怎樣得以大幅度提高的。我們相信,有了對(duì)此次災(zāi)難的研究經(jīng)驗(yàn)以及已經(jīng)記錄到的空前密集的、不同種類的數(shù)據(jù)集,未來的工作必然會(huì)得以持續(xù)改進(jìn)。

[1]Butler R,Lay T,Creager K,et al.The Global Seismographic Netwo rk surpasses its design goal.Eos,Transactions,American Geophysical Union,2004,85(23);doi:10.1029/2004EO230001

[2]Kanamori H,Rivera L.Source inversion of W phase:Speeding up seismic tsunamiwarning.Geophysical Journal International,2008,175:222-238

[3]Hayes G P,Rivera L,Kanamori H.Source inversion of the W phase:Real-time imp lementation and extension to low magnitudes.Seismological Research Letters,2009,80:817-822;doi:810.1785/gssrl.1780.1785.1817

[4]Duputel Z,Rivera L,Kanamo ri H,et al. W-phase fast source inversion fo r moderate to large earthquakes(MW6.5,1990—2010).Submitted to Geophysical Journal International,2011

[5]Ji C, Wald D J,Helmberger D V.Source descrip tion of the 1999 Hecto r Mine,Califo rnia,earthquake,part I: Wavelet domain inversion theory and resolution analysis.Bulletin of the Seismological Society of America,2002,92:1192-1207

[6]Buland R P,Guy M,Kragness D,et al.Comp rehensive seismic monito ring fo r emergency response and hazard assessment:Recent developments at the USGS National Earthquake Info rmation Center.Eos,Transactions,American Geophysical Union,2009,90(52),Fall Meeting Supplement,AbstractS11B-1696

[7]Tsuboi S,Abe K,Takano K,et al.Rapid determination of MWfrom broadband Pwaveform s.Bulletin of the Seismological Society of America,1995,85:606-613

[8]A llen T I, Wald D J.Evaluation of Ground-Motion Modeling Techniques fo r Use in Global ShakeMap:A Critique of Instrumental Ground-Motion Prediction Equations,Peak Ground Motion to Macroseismic Intensity Conversions,and Macroseismic Intensity Predictions in Different Tectonic Settings.USGSOpen-File Report 2009-1047,2009,114 pp

[9] Wald D J,Lin K- W,Quito riano V.Quantifying and Qualifying USGS ShakeMap Uncertainty.USGS Open-File Report 2008-1238,2008,26 pp

[10]Polet J,Thio H K.Rapid characterization of a centroid moment tensor and waveheight predictions around the north Pacific for the 2011 Tohoku earthquake.Earth,Planets and Space(forthcoming)

[11]Hayes G P, Wald D J,Keranen K.Advancing techniques to constrain the geometry of the seismic rupture p lane on subduction interfaces a p rio ri:Higher-order functional fits.Geochemistry,Geophysics,Geosystems,2009,10;doi:10.1029/2009GC002633

[12]Kanamo ri H,Given J W.Use of long-period surface waves fo r rapid determination of earthquake source parameters.Physics of the Earth and Planetary Interio rs,1981,27:8-31

[13]Dziewonski A M,Anderson D L.Preliminary Reference Earth Model(PREM).Physics of the Earth and Planetary Interiors,1981,25:297-356

[14]Hayes G P.Rapid source characterization of the 03-11-2011 MW9.0 Tohoku Earthquake.Earth,Planets and Space(forthcoming)

[15] Wessel P,Smith W H F.Free software helps map and display data.Eos,Transactions,American Geophysical Union,1991,72:445-446(原文中致謝——譯者注)