歷史大地震往往造成非常大的災難（華縣地震、郯廬地震、海原地震等），因為地震記錄的缺失，無法準確了解歷史大地震的地震動特征，而歷史地震的復發(fā)周期特別長，通過現(xiàn)代地震學方法研究歷史地震的主要的地震動強度特征，可以為本地區(qū)未來的防震減災以及抗震設計提供科學的參考，有很好的實際應用價值。

通過實際小地震評估未來破壞性大地震的強地震動，再現(xiàn)歷史大地震的地震動強度的空間分布特征。經(jīng)驗格林函數(shù)法是一種能夠在合成地震動中傳遞實際地震信息的數(shù)值模擬方法。本文利用2018年西昌M5.1級地震記錄作為格林函數(shù)，再現(xiàn)了1850年西昌M7.5級地震（圖1）的地震動特征（圖2），模擬獲得了比較符合西昌M7.5級地震強度特征的加速度波形。并獲得以下結論：

（1）西昌M7.5級地震合成的地震動特征（如地震動強度和PGA衰減特征）與汶川M8.0級地震和集集M7.3級地震吻合良好。當凹凸體數(shù)量為1個或2個時，西昌地震的PGA特征不僅與100 km范圍內(nèi)的NGA-West2（2014）地震動模型非常匹配，而且與20-100 km范圍內(nèi)的中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖也非常匹配；（2）基于凹凸體震源模型的預測結果在20-100km范圍內(nèi)相對可靠。西昌地震的單凹凸體模型和雙凹凸體模型比更復雜的凹凸體模型更匹配；（3）據(jù)此推測，當西昌再發(fā)生相近震級的地震時，仍有可能造成較大的損失。在極震區(qū)，PGA可能超過1.0g，強震區(qū)的地震烈度可能達到或超過X-XI度。

圖1 西昌地震研究區(qū)域構造背景

圖2 西昌地震不同凹凸體震源模型獲得的PGA的空間分布特征

我們從地震動衰減關系、相似震級大地震的共性特征等多個角度驗證、評估了結果的合理性。此外，我們還基于實際地震波形和考慮震源參數(shù)不確定性的特征，對1556年華縣M8.5級地震（李宗超等，2021）、1970年通海M7.8級地震（李宗超等，2021）的主要的地震動強度特征進行了評估。這些嘗試在一定程度上驗證了現(xiàn)代地震波形再現(xiàn)歷史大地震地震動強度特征的可行性。

本研究的創(chuàng)新點如下：

1．      用現(xiàn)代地震學方法，依托實際地震記錄嘗試再現(xiàn)歷史大地震的地震動強度特征，以及相應的加速度時程等。也拓展了現(xiàn)代地震記錄的應用領域；

2．      拓展經(jīng)驗格林函數(shù)方法的應用范圍，該研究也是將該方法應用于未來破壞性大地震的地震動模擬工作中的一次很好的嘗試；

3．      地震動模擬過程中充分考慮震源參數(shù)的多種不確定性因素（尤其是凹凸體參數(shù)的不確定性因素），結果的展示形式也是合理取值范圍的地震動，結果更加科學合理。

從評估或預測未來地震（或情景地震）特征的角度看，未來地震（或情景地震）必然存在很大的不確定性，而將這些不確定性合理的表現(xiàn)在一定取值范圍的地震動評估結果中是比較恰當?shù)模瑔我坏哪M結果不足以代表整個地震的強度特征。本研究也可以為建筑物、構筑物場地強地面運動仿真、為災情分析提供可靠的地震動輸入。

研究成果2022年發(fā)表于學術期刊《Seismological Research Letters》（Li, Z., Sun, J., Fang, L., Chen, X., Gao, M., Luo, Q., ... & Li, Q. (2022). Reproducing the Spatial Characteristics of High‐Frequency Ground Motions for the 1850 M 7.5 Xichang Earthquake. Seismological Society of America, 93(1), 100-117.）。研究受本研究受到科技部重點研發(fā)計劃專項(2017YFC1500205, 2018YFC1503400, 2019YFC1509403)、中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務專項 (DQJB19A0131,DQJB19A0133,DQJB21Z15) 以及中國地震局地球物理研究所大涼山斷裂帶地震危險區(qū)震情跟蹤觀測研究專項的共同資助。

【作者簡介】

李宗超，男，副研究員，主要從事強地面運動數(shù)值模擬研究。目前已主持各類科研項目9項，第1作者SCI/EI論文7篇，實用新型專利1項。2022年入選中國地震局地球物理研究所首批托舉人才計劃，九三學社地震局支社支委委員。lizongchaoigo@163.com.