Estimation of the Strong Earthquake Risk in Potential Seismic Source Based on 3-Parameter Weibull Distribution
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摘要: 本文提出了一种基于三参量威布尔分布模型估计潜在震源区强震危险性的方法。选择日本东海-南海地震带为潜在震源区，分别基于强震发震时间间隔服从二参量和三参量的威布尔分布，估计该区强震危险性，结果表明三参量威布尔分布的拟合效果优于二参量威布尔分布。选择马尼拉海沟俯冲带为潜在震源区，基于三参量威布尔分布估计该区强震危险性，结果显示未来10、30和50年该区强震（M≧7.5）复发概率分别为62%、82%和89%，最短发震时间间隔估计为1.70年。Abstract: We propose a method to estimate the strong earthquake risk in the potential seismic source area based on 3-parameter Weibull distribution in this paper. We choose the Tokai-Nankai seismic zone as a case study area to estimate the strong earthquake risk on the assumption that the strong earthquake occurrence time interval in that area coincides with the 2-parameter or 3-parameter Weibull distribution respectively. The results show that the 3-parameter Weibull distribution is superior to 2-parameter Weibull distribution for estimation of strong earthquake risk. We also estimate the strong earthquake risk in the Manila Trench subduction zone based on 3-parameter Weibull distribution, and the results show that the strong earthquake (M≧7.5) recurrence probability in 10, 30 and 50 years are 62%, 82%, 89% respectively and the estimated shortest recurrence time interval is 1.70 years.
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图 1 日本东海-南海地震带强震（M≥7.9）累计概率
Figure 1. The cumulative probability of strong earthquake (M≥7.9) hazard in the Tokai-Nankai seismic zone
图 2 1900—2015年马尼拉海沟俯冲带7.5级以上地震的M-T图
Figure 2. The M-T plot of earthquakes in the Manila trench subduction zone from 1900 to 2015 (M≧7.5)
图 3 1900—2015年马尼拉海沟俯冲带及其邻域的震中分布图（M≧7.5）
Figure 3. Epicenter in the Manila trench subduction zone and its adjacent region from 1900 to 2015(M≧7.5)
表 1 日本东海-南海地震带上的特大地震
Table 1. Great earthquakes in the Tokai-Nankai zone
地震 东海地区 南海地区 年 震级 骏河湾（第1段） 东海近海（第2段） 纪伊半岛近海（第3段） 四国岛近海（第4段） 证据 间隔/a 证据 间隔/a 证据 间隔/a 证据 间隔/a 684 8.3 信度低 信度低 确认 887 8—8.5 确认 1096 8—8.5 确认 1099 8—8.3 确认 1361 8.3—8.5 确认 1498 8.2—8.4 确认 确认 液化推测 137 1605 7.9 确认 107 确认 107 确认 107 1707 8.4 确认 确认 102 确认 102 确认 102 1854 8.4 确认 147 确认 147 确认 147 确认 147 1944 7.9 确认 90 1946 8.0 确认 92 确认 92 注：确认表示确认的历史地震；液化推测表示根据地面液化证据推测出的历史地震；信度低表示信度低的历史地震。 
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表 2 威布尔分布的参量及相关系数
Table 2. The parameters in the Weibull distribution and correlation coefficient
威布尔分布 形状参数α 尺度参数β 位置参数γ 相关系数 二参量形式 6.08 122.28 0 0.88 三参量形式 0.83 26.70 89.06 0.97
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表 3 日本东海-南海地震带未来100、150、200年的强震危险性
Table 3. The strong earthquake risk in the Tokai-Nankai seismic zone in 100, 150, 200 years
威布尔分布 100年 150年 200年 二参量形式 0.25 0.97 1 三参量形式 0.38 0.86 0.96
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表 4 1900—2015年马尼拉海沟俯冲带7.5级以上的地震目录
Table 4. The earthquake catalog in the Manila trench subduction zone from 1900 to 2015 (M≧7.5)
发震时间 震级/M 纬度/°N 经度/°E 1934 7.6 17.4626 119.2 1937 7.6 14.5749 121.68 1942 7.5 13.061 120.48 1970 7.5 15.78 121.71 1972 7.5 13.3816 120.34 1990 7.7 15.7 121.22
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表 5 马尼拉海沟俯冲带潜在地震海啸源区未来10、30和50年的强震危险性
Table 5. The strong earthquake hazard in the Manila trench subduction zone in 10, 30, 50 years
时间段 强震危险性 未来10年 0.62 未来30年 0.82 未来50年 0.89
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