3、2011 年日本东北近海地震强地面运动可视化研究

2011 年日本东北近海地震强地面运动可视化研究

1. 引言

2011 年 3 月 11 日，日本太平洋沿岸发生了震级为 Mw 9.0 的毁灭性地震。此次地震在日本东北部造成了巨大灾难，海啸和强地面运动导致约 18000 多人死亡或失踪。

这场地震始于宫城近海，此前该地区每隔约 40 年就会发生 Mw 7.5 - 8.0 的大地震，原本预计未来 30 年内发生下一次地震的概率为 99%，但实际发生的是规模更大的巨型逆冲事件，断层破裂覆盖了宫城、福岛和茨城近海约 500 千米×200 千米的区域。

日本全国性的 K - NET 和 KiK - net 地震网络很好地记录了此次破坏性地震的强地面运动。该网络由 1800 多个地震台站组成，台站间距约 20 - 25 千米，地震发生后观测波形数据会在 NIED 网页上公开。我们可以充分利用这些密集的观测数据来探究地震源破裂过程和波传播特性，研究强地面运动灾害的成因。同时，为了详细了解地震波传播过程并补充观测数据，我们将使用详细的板块边界源破裂模型和高分辨率地下结构模型进行计算机模拟，采用地球模拟器超级计算机（ES）和合适的并行有限差分法（FDM）代码来求解三维非均匀结构中的运动方程。

2. 密集强震网络对波传播的可视化

在 2011 年东北近海地震期间，通过 1189 个 K - NET 和 KiK - net 强震台站对地震波场进行可视化，具体步骤如下：
1. 去除噪声与构建速度记录 ：对每个台站观测到的三分量地面加速度，先应用 0.05 - 10 Hz 的带通滤波器去除仪器噪声，然后进行积分构建速度记录。
2. 获