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Rupture Passing Probabilities at Fault Bends and Steps, with Application to Rupture Length Probabilities for Earthquake Early Warning
Bulletin of the Seismological Society of America ( IF 2.6 ) Pub Date : 2021-08-01 , DOI: 10.1785/0120200370
Glenn P. Biasi 1 , Steven G. Wesnousky 2
Affiliation  

Earthquake early warning (EEW) systems can quickly identify the beginning of a significant earthquake rupture, but the first seconds of seismic data have not been found to predict the final rupture length. We present two approaches for estimating probabilities of rupture length given the rupture initiation from an EEW system. In the first approach, bends and steps on the fault are interpreted as physical mechanisms for rupture arrest. Arrest probability relations are developed from empirical observations and depend on bend angle and step size. Probability of arrest compounds serially with increasing rupture length as bends or steps are encountered. In the second approach, time‐independent rates among ruptures from the Uniform California Earthquake Rupture Forecast, Version 3 (UCERF3), are interpreted to apply to the time‐dependent condition in which rupture grows from a known starting point. Length probabilities from a Gutenberg–Richter magnitude–frequency relation provide a reference of comparison. We illustrate the new approach using the discretized fault model for California developed for UCERF3. For the case of rupture initiating on the southeast end of the San Andreas fault we find the geometric complexity of the Mill Creek section impedes most ruptures, and only ∼5% are predicted to reach to San Bernardino on the eastern edge of the greater Los Angeles region. Conditional probabilities of length can be precompiled in this manner for any initiation point on the fault system and thus are of potential value in seismic hazard and EEW applications.

中文翻译:

断层弯曲和台阶处的断裂通过概率,以及地震早期预警断裂长度概率的应用

地震预警 (EEW) 系统可以快速识别重大地震破裂的开始,但尚未发现地震数据的前几秒可以预测最终破裂长度。考虑到 EEW 系统的破裂起始,我们提出了两种估计破裂长度概率的方法。在第一种方法中,断层上的弯曲和台阶被解释为破裂停止的物理机制。逮捕概率关系是根据经验观察得出的,取决于弯曲角度和步长。当遇到弯曲或台阶时,随着断裂长度的增加,连续阻止化合物的概率。在第二种方法中,来自加州统一地震破裂预报第 3 版 (UCERF3) 的破裂之间的时间无关率,被解释为适用于从已知起点开始破裂的时间相关条件。来自 Gutenberg-Richter 幅度-频率关系的长度概率提供了比较参考。我们使用为 UCERF3 开发的加利福尼亚离散故障模型来说明新方法。对于在圣安德烈亚斯断层东南端开始破裂的情况,我们发现米尔溪断面的几何复杂性阻碍了大多数破裂,预计只有约 5% 的破裂到达大洛杉矶东部边缘的圣贝纳迪诺地区。可以以这种方式为断层系统上的任何起始点预编译长度的条件概率,因此在地震灾害和 EEW 应用中具有潜在价值。来自 Gutenberg-Richter 幅度-频率关系的长度概率提供了比较参考。我们使用为 UCERF3 开发的加利福尼亚离散故障模型来说明新方法。对于在圣安德烈亚斯断层东南端开始破裂的情况,我们发现米尔溪断面的几何复杂性阻碍了大多数破裂,预计只有约 5% 的破裂到达大洛杉矶东部边缘的圣贝纳迪诺地区。可以以这种方式为断层系统上的任何起始点预编译长度的条件概率,因此在地震灾害和 EEW 应用中具有潜在价值。来自 Gutenberg-Richter 幅度-频率关系的长度概率提供了比较参考。我们使用为 UCERF3 开发的加利福尼亚离散故障模型来说明新方法。对于在圣安德烈亚斯断层东南端开始破裂的情况,我们发现米尔溪断面的几何复杂性阻碍了大多数破裂,预计只有约 5% 的破裂到达大洛杉矶东部边缘的圣贝纳迪诺地区。可以以这种方式为断层系统上的任何起始点预编译长度的条件概率,因此在地震灾害和 EEW 应用中具有潜在价值。对于在圣安德烈亚斯断层东南端开始破裂的情况,我们发现米尔溪断面的几何复杂性阻碍了大多数破裂,预计只有约 5% 的破裂到达大洛杉矶东部边缘的圣贝纳迪诺地区。可以以这种方式为断层系统上的任何起始点预编译长度的条件概率,因此在地震灾害和 EEW 应用中具有潜在价值。对于在圣安德烈亚斯断层东南端开始破裂的情况,我们发现米尔溪断面的几何复杂性阻碍了大多数破裂,预计只有约 5% 的破裂到达大洛杉矶东部边缘的圣贝纳迪诺地区。可以以这种方式为断层系统上的任何起始点预编译长度的条件概率,因此在地震灾害和 EEW 应用中具有潜在价值。
更新日期:2021-07-23
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