台灣小規模地震再發統計模式參數研究

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傅玉琳(Yu-Lin Fu) 查詢紙本館藏

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地球物理研究所

論文名稱

台灣小規模地震再發統計模式參數研究
(Estimation of Parameters for Recurrence Models of Small Earthquakes in Taiwan)

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★ 利用Ｓ波與尾波探求蘭陽平原局部場址效應	★ 以地表位移量推算921地震時車籠埔斷層之錯動參數
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摘要(中)

論文摘要內容：
台灣位於太平洋西岸之弧狀列島中，呂宋島弧與琉球島弧銜接處，菲律賓海板塊隱沒到屬於歐亞大陸板塊之琉球島弧底下，另外包含呂宋島弧在內的菲律賓海板塊跨騎到包含南中國海板塊在內之歐亞大陸板塊之上，而台灣島是因呂宋島弧直接與亞洲大陸碰撞後所隆起之年輕島嶼。在這雙重隱沒及弧陸碰撞作用下，使得台灣地區地震活動十分頻繁，對地震活動的研究應是迫切需要的。
我們知道在一斷層或板塊交界處應力是不斷的重複累積釋放，而當應力釋放的瞬間便是地震發生的時候，所以地震的發生是不斷重複且不能被當作一個獨立事件來看待。以往我們在討論地震活動的情形時多是根據古騰堡-黎克特(Gutenberg-Richter)模式，此模式代表了地震次數與規模的關係。在本論文中即是希望以地震再發生時間與發生地震之累積機率將台灣各地的地震活動模式化，以再發統計模式將地震活動情形表現出來，並且討論再發模式之參數意義與G-R模式的a、b值做一比較。
本論文使用中央氣象局地震目錄中1973年1月到2001年12月規模3.0≦ML＜4.0之地震資料，以統計上之再發模式對地震再發時間做統計迴歸分析並探討其再發模式參數之意義。迴歸結果顯示，台灣地區與伽瑪模式最為擬合且其參數c值大小表示地震次數多寡，而參數r值若小於1.0則表示地震發生在時間上有叢集的現象。
在全台灣之伽瑪模式參數研究中，本論文將規模分為兩個範圍3.0≦ML＜3.5與3.5≦ML＜4.0，結果顯示c值由東半部向西半部遞減與地震次數的分佈情況相當擬合。r值因受到921集集大地震的餘震影響，在中部地區有明顯低值；而在台北地區（TAP）與台東地區(TTN)r值則偏高，顯示此二區之小規模地震在發生間隔時間上較不叢集。
本論文中將伽瑪模式與G-R模式之參數應用921集集大地震之餘震區，觀察1973年到1999年集集大地震前各模式之參數變化情形。結果顯示，由921集集大地震餘震區震前地震活動研究結果中顯示，若以三年為時段單位作計算，則c值、a值與b值在921集集大地震之前從1973年以後有先低後高又再降低之趨勢，且大致上每一高低持續時間約九年左右。而由地震次數則顯示，921集集大地震之前九年期間，規模3.0≦ML＜4.0之地震發生有回降之情形，且r值也上升，即表示地震叢集的現象減少。因此921集集大地震之前二十餘年之小規模地震活動似有前兆變動現象。
在台灣三個火山區方面，我們以半徑15公里為研究範圍，探討規模3.0≦ML＜4.0之伽瑪模式參數之情形。結果顯示，龜山島區地震活動最頻繁，也相對有較高的c值；而在蘭嶼則有較低r值，結果也顯示蘭嶼的地震在再發時間間隔上較叢集。

摘要(英)

Estimation of Parameters for Recurrence Models of Small Earthquakes in Taiwan

關鍵字(中)

★ 小規模
★ 地震
★ 機率
★ 參數

關鍵字(英)

★ Parameters
★ Recurrence Models
★ Earthquakes
★ Taiwan

論文目次

目錄
頁碼
論文摘要.................................................i
致謝....................................................ii
目錄...................................................iii
圖目....................................................vi
表目....................................................ix
第一章、緒論.............................................1
1.1研究目的與動機...................................1
1.2文獻回顧.........................................2
1.3研究內容.........................................3
第二章、研究方法.........................................8
2.1更新模式.........................................8
2.1.1韋伯模式(Weibull Model).....................9
2.1.2伽瑪模式(Gamma Model).......................9
2.1.3對數模式(Lognormal Model)...................9
2.2模式參數計算方法................................10
2.3科-司兩組樣本檢定法(Kolmogorov-Smirnov test;K-S test)............................................11
2.4古騰堡-黎克特模式(G-R Model).....................12
第三章、地震統計模式迴歸與分析...........................13
3.1資料來源.........................................13
3.2全台灣分區地震統計模式迴歸.......................13
3.2.1地震規模範圍3.0≦ML＜3.5....................13
3.2.2地震規模範圍3.5≦ML＜4.0....................14
3.3伽瑪模式參數之c值與r值..........................14
3.3.1伽瑪模式參數的解釋..........................14
3.3.2全台灣之c值.................................15
3.3.3全台灣之r值.................................16
3.4 G-R模式與伽瑪模式參數之比較......................26
第四章、車籠埔斷層區震前之地震活動情形...................36
4.1集集大地震簡介...................................36
4.2車籠埔斷層地質概況與研究範圍.....................36
4.3研究結果與分析...................................37
4.3.1模式參數比較分析(單位時間為一年)............37
4.3.2模式參數比較分析(單位時間為三年)............38
第五章、伽瑪模式參數於火山區之應用........................50
5.1研究區域簡介.....................................50
5.1.1大屯火山區..................................50
5.1.2龜山島......................................51
5.1.3蘭嶼........................................51
5.2結果.............................................52
第六章、結論.............................................60
參考文獻.................................................62
附錄1.....................................................64
附錄2.....................................................80
圖目
頁碼
圖1.1 台灣新生代的弧溝系統及板塊構造運動.......................5
圖1.2 台灣弧陸碰撞立體示意圖...................................6
圖1.3 台灣1900~1999年三維地震分佈圖...........................7
圖3.1 1973年1月到2001年12月台灣地震分佈圖（3.0≦M L＜4.0）
........................................................18
圖3.2 15個位於主要都會區的中央氣象局短週期測站，以此15個短週期測站為圓心，半徑50公里畫圓，將台灣劃分成為15個區域
.........................................................19
圖3.3 累積伽瑪函數之兩組參數比較...............................20
圖3.4 全台灣地震次數等值分佈圖（3.0≦M L＜3.5）.................21
圖3.5 全台灣Gamma Model C值等值分佈圖（3.0≦M L＜3.5）
........................................................22
圖3.6 全台灣地震次數等值分佈圖（3.5≦M L＜4.0）..................23
圖3.7 全台灣Gamma Model C值等值分佈圖（3.5≦M L＜4.0）..........24
圖3.8 全台灣Gamma Model r值等值分佈圖（3.0≦M L＜3.5）..........25
圖3.9 全台灣Gamma Model r值等值分佈圖（3.5≦M L＜4.0）..........26
圖3.10 全台灣a值分佈圖（3.0≦M L＜4.0）..........................27
圖3.11(a) 地震次數與a值、c值關係圖（3.0≦M L＜3.5）............28
圖3.11(b) 地震次數與a值、c值關係圖（3.5≦M L＜4.0）............29
圖3.12(a) a值、c值關係圖（3.0≦M L＜3.5）.......................30
圖3.12(b) a值、c值關係圖（3.5≦M L＜4.0）.......................31
圖3.13 全台灣b值分佈圖（3.0≦M L＜4.0）........................32
圖3.14 1973年到1998年全台灣r值等值分佈圖(3.0≦ML＜3.5)
........................................................ 33
圖4.1 車籠埔斷層沿線地表破裂帶.................................40
圖4.2 921集集大地震之餘震（3.0≦M L＜4.0）分佈的主要範圍於研究區域......................................................41
圖4.3 1973年到1999年921大地震餘震區震前每年之c值與地震次數變化關係圖...................................................42
圖4.4 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每年之r值與地震次數變化關係圖...............................................43
圖4.5 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每年之a值與地震次數變化關係圖...............................................44
圖4.6 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每年之b值變化圖
........................................................45
圖4.7 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每隔三年之c值與地震次數變化關係圖...........................................46
圖4.8 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每隔三年之r值與地震次數變化關係圖...........................................47
圖4.9 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每隔三年之a值與c值變化關係圖...............................................48
圖4.10 1973年到1999年921集集大地震餘震區震前每隔三年之b值變化圖
.........................................................49
圖5.1 大屯火山區主要火山位置與地質圖...........................54
圖5.2 大屯火山群研究區與地震分佈圖(研究區域半徑15公里)
（3.0≦M L＜4.0）........................................55
圖5.3 龜山島火山區研究區與地震分佈圖(研究區域半徑15公里)
（3.0≦M L＜4.0）.........................................56
圖5.4 蘭嶼火山區研究區與地震分佈圖(研究區域半徑15公里)
（3.0≦M L＜4.0）.........................................57
圖5.5 龜山島與蘭嶼1973年到2001年地震次數分佈圖
........................................................58
表目
頁碼
表3.1 a值與c值列表（依地震次數少到多排列）（3.0≦M L＜3.5）....34
表3.2 a值與c值列表（依地震次數少到多排列）（3.5≦M L＜4.0）....35
表4.1 火山區各參數值比較表.....................................59

參考文獻

參考文獻
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指導教授

蔡義本(Yi-Ben Tsai)

審核日期

2003-7-18

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