搜尋週期為四年時台灣極淺層地殼的最強地震圓弧雙交叉分析:不同事件深度設定下的強震預測效果

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曾采元(Cai-Yuan Zeng) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

搜尋週期為四年時台灣極淺層地殼的最強地震圓弧雙交叉分析:不同事件深度設定下的強震預測效果
(Analysis of the strongest double intersections of circular arcs of earthquakes in the very shallow crust of Taiwan searched in four year period : the efficiencies of strong earthquake prediction corresponding to different choices of depths of events)

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摘要(中)

台灣位於歐亞板塊和菲律賓海板塊之間的環太平洋地震帶上，地震頻繁。本研究是分析李顯智老師提出的最強地震圓弧雙交叉理論預測強震的效能。由以往的研究成果來看，此理論在深度0~70公里的地震事件做分析的時候會有不錯的成果，但對於極淺層的地震沒有分析太多，所以本論文針對極淺層地震利用此理論加以研究。另外也希望對於台灣島內的地震做更詳細的分析，因為以往此理論的強震預測結果大多是集中在海外，所以也想針對這方面做出更多的探討。
本研究搜尋的最強地震圓弧雙交叉以台灣島內為主，搜尋週期為由基準點往前4年(dy=4)，弧向誤差參數設定為TOLde=0.09~0.15、徑向誤差參數設定為TOLRe=0.012~0.016，主要研究極淺層的地震，將深度區分為10公里內、20公里內與30公里內，並分析最強地震圓弧雙交叉應用於各深度之強震預測效果。根據結果顯示，當研究深度設定為20公里內的效果是最好的，不論是雙凸交叉與凹凸交叉的強震預測效果都是三種深度設定中最好的，而在第五章中還有考慮圓弧半徑比效應用來提升各參數組合下的強震預測命中率，在剔除圓弧半徑比過大的資料後對於多數參數組合的命中率也有提升，雙凸交叉在TOLde=0.1、0.14~0.15所對應的所有參數在70天內幾乎都提升至50%以上的水準，甚至有些參數達到100%，凹凸交叉在TOLde=0.11~0.12、TOLRe=0.014~0.016與TOLde=0.14、TOLRe=0.012~0.013還維持住不錯的命中率，代表此概念是有其力學上的意義。

摘要(英)

Taiwan is located in the Circum-Pacific Seismic Belt between the Eurasian plate and the Philippine Sea plate. In this thesis we analyze the efficiency of the earthquake prediction by using the strongest double intersection of circular arcs of earthquakes (SDCICAE) proposed by Hin-Chi Lei in 2019. According to the previous research results, good efficiency of prediction can be obtained when the theory was applied to the earthquake events with the depth smaller than 70Km occurred in the Pacific ocean region outside the east coast of Taiwan. However, there is not much analysis for the very shallow earthquakes inside the Taiwan island, which is the focus of this research.
The Matlab program ASICAE written by Hin-Chi Lei is applied to search for the SDICAEs and the subsequential strong earthquakes. The parameter TOLde ranges from 0.09 to 0.15 and the parameter TOLRe ranges from 0.012 to 0.016. The very shallow earthquake events in Taiwan are divided into three groups with the depths 10 km, 20 km and 30 km. The SDICAEs of each depth are searched and treated as the precursors of the strong earthquakes with magnitudes greater than 5.7 occurred after the formations of the SDICAEs. According to the results, the efficiency of the prediction of strong earthquake is the best when the search depth of the strongest double convex and/or concave convex intersections of circular arcs of earthquakes ranges from 0 to 20 km. In Chapter 5, the effect of the radius ratio is also taken into account to improve the strong earthquake prediction efficiency for each parameter setting. After eliminating the SDICAEs with large radius ratios, the hit rates of the predictions of strong earthquakes for most parameter settings become higher, All the parameters corresponding to the double-convex intersection at TOLde=0.1, 0.14~0.15 almost increased to a level of more than 50% within 70 days, and even some parameters reached 100%, and the concave-convex intersection was at TOLde=0.11~0.12, TOLRe=0.014~ 0.016 and TOLde=0.14, TOLRe=0.012~0.013 still maintain a good hit rate, which implies that the radius ratio of SDICAE is mechanically meaningful.

關鍵字(中)

★ 最強地震圓弧雙交叉
★ 極淺層地震
★ 台灣島內地震預測

關鍵字(英)

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
致謝 IV
目錄 V
圖目錄 IX
表目錄 XV
符號說明 XX
第一章、緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的 3
第二章、研究方法介紹 4
2-1 地震圓弧雙交叉 4
2-1-1 地震目錄 4
2-1-2 地震圓弧 5
2-1-3 地震圓弧雙交叉 6
2-1-4 地震圓弧精度 8
2-2 各參數之設定 9
2-3 分析程序說明 11
2-4 強震發生背景值計算 12
第三章、最強地震圓弧雙交叉搜尋結果 13
3-1 深度為十公里內之搜尋結果 13
3-1-1 設TOLde = 0.09 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 13
3-1-2 設TOLde = 0.10 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 16
3-1-3 設TOLde = 0.11 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 19
3-1-4 設TOLde = 0.12 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 22
3-1-5 設TOLde = 0.13 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 25
3-1-6 設TOLde = 0.14 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 28
3-1-7 設TOLde = 0.15 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 32
3-2 深度為二十公里內之搜尋結果 36
3-2-1 設TOLde = 0.09 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 36
3-2-2 設TOLde = 0.10 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 40
3-2-3 設TOLde = 0.11 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 44
3-2-4 設TOLde = 0.12 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 47
3-2-5 設TOLde = 0.13 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 51
3-2-6 設TOLde = 0.14 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 55
3-2-7 設TOLde = 0.15 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 59
3-3 深度為三十公里內之搜尋結果 64
3-3-1 設TOLde = 0.09 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 64
3-3-2 設TOLde = 0.10 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 67
3-3-3 設TOLde = 0.11 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 70
3-3-4 設TOLde = 0.12 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 73
3-3-5 設TOLde = 0.13 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 75
3-3-6 設TOLde = 0.14 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 79
3-3-7 設TOLde = 0.15 , TOLRe = 0.012~0.016之結果 82
3-4 相異交叉命名 86
3-4-1 最強地震圓弧雙凸交叉—按日期排序 86
3-4-2 最強地震圓弧雙凸交叉—按M min排序 89
3-4-3 最強地震圓弧雙凸交叉—按R ratio排序 93
3-4-4 最強地震圓弧凹凸交叉—按日期排序 98
3-4-5 最強地震圓弧凹凸交叉—按M min排序 102
3-4-6 最強地震圓弧凹凸交叉—按R ratio排序 108
3-4-7 區分深度—按日期排序 113
3-4-8 區分深度—按M min排序 123
3-4-9 區分深度—按R ratio排序 133
3-5 相異交叉MMIN 70天命中率 146
第四章、強震預測命中率分析 151
4-1 深度為十公里內之分析 151
4-1-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 151
4-1-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 153
4-2 深度為二十公里內之分析 155
4-2-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 155
4-2-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 157
4-3 深度為三十公里內之分析 159
4-3-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 159
4-3-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 161
第五章、考慮圓弧半徑比因素之預測命中率 164
5-1 深度為十公里內之分析 164
5-1-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 164
5-1-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 166
5-2 深度為二十公里內之分析 168
5-2-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 168
5-2-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 170
5-3 深度為三十公里內之分析 172
5-3-1 最強地震圓弧雙凸交叉預測命中率 172
5-3-2 最強地震圓弧凹凸交叉預測命中率 174
5-4 相異交叉R RATIO 70天命中率 176
第六章、結論與建議 185
參考資料 187
附錄一、完整研究資料 190
10公里 190
20公里 198
30公里 210
附錄二、命名案例圖 (雙凸) 222
附錄三、命名案例圖 (凹凸) 251

參考文獻

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指導教授

李顯智(Hin-Chi Lei)

審核日期

2022-9-8

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