中國科學技術(shù)大學李澤峰研究員利用機器學習方法,總結(jié)了全球3000多個5.5級以上地震的震源時間函數(shù)特征,全景式地展示全球地震破裂過程的相似性和多樣性,深化了對地震能量釋放模式的認識,對地震早期預(yù)警具有啟示意義。該成果以“A generic model of global earthquake rupture characteristics revealed by machine learning”發(fā)表在國際知名地學期刊《Geophysical Research Letters》。
地震是對人類社會面對的重要自然災(zāi)害之一,近20年來全球中大地震已經(jīng)造成全球近100萬人傷亡,經(jīng)濟損失不計其數(shù)。地震破裂過程多種多樣,客觀衡量它們的相似性和差異性,有助于認識地震物理過程和地震震級的早期預(yù)測。然而,前人研究或是疊加多個地震的平均破裂過程,無法衡量全球地震差異范圍,或是基于某些破裂特征的統(tǒng)計,無法做到整個破裂過程的系統(tǒng)比較。
李澤峰研究員利用深度學習中的變分自編碼器(Variational Autoencoder)對全球3000多個中大型地震的震源時間函數(shù)進行二維空間壓縮和模型重構(gòu),全景式地展示了全球地震矩釋放模式和數(shù)量分布(圖1)。研究發(fā)現(xiàn)中大地震以簡單破裂為主,復(fù)雜破裂較少,并且揭示了兩類特殊地震的分布規(guī)律,即能量釋放集中在破裂后期的逃逸模式以及分多次能量釋放的復(fù)雜地震,發(fā)現(xiàn)大地震能量釋放模式具有弱震級依賴性,對地震早期預(yù)警中最終震級的可預(yù)測性提供了有益啟示。本研究是繼2021年李澤峰團隊和哈佛大學合作研究的震源時間函數(shù)聚類方法的發(fā)展,也是團隊近年來致力于將人工智能應(yīng)用于科學發(fā)現(xiàn)(AI for Science)系列研究成果之一。
論文鏈接:https://agupubs.onlinelibrary.網(wǎng)址未加載/doi/abs/10.1029/2021GL096464
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