通过实际小地震评估未来破坏性大地震的强地震动，再现历史大地震的地震动强度的空间分布特征，具有非常重要的防震减灾价值。经验格林函数法是一种能够在合成地震动中传递实际地震信息的数值模拟方法。地球所李宗超及其合作团队利用2018年西昌M5.1级地震记录作为格林函数，再现了1850年西昌M7.5级地震的地震动特征，模拟获得了比较符合西昌M7.5级地震强度特征的加速度波形。获得的主要结果如下：

　　（1）西昌M7.5级地震合成的地震动特征（如地震动强度和PGA衰减特征）与汶川M8.0级地震和集集M7.3级地震吻合良好。当凹凸体数量为1个或2个时，西昌地震的PGA特征不仅与100 km范围内的NGA-West2（2014）地震动模型非常匹配，而且与20-100 km范围内的中国地震动参数区划图也非常匹配；（2）基于凹凸体震源模型的预测结果在20-100km范围内相对可靠。西昌地震的单凹凸体模型和双凹凸体模型比更复杂的凹凸体模型更匹配；（3）据此推测，当西昌再发生相近震级的地震时，仍有可能造成较大的损失。在极震区，PGA可能超过1.0g，强震区的地震烈度可能达到或超过X-XI度。

　　研究从地震动衰减关系、相似震级大地震的共性特征等多个角度验证、评估了结果的合理性（图4，图5）。此外，还基于实际地震波形和考虑震源参数不确定性的特征，对1556年华县M8.5级地震（李宗超等，2021b）、1970年通海M7.8级地震（李宗超等，2021c）的主要的地震动强度特征进行了评估。这些尝试在一定程度上验证了现代地震波形再现历史大地震地震动强度特征的可行性。从评估或预测未来地震（或场景地震）特征的角度看，未来地震（或场景地震）必然存在很大的不确定性，而将这些不确定性合理的表现在一定取值范围的地震动评估结果中是比较恰当的，单一的模拟结果不足以代表整个地震的强度特征。本研究也可以为建筑物、构筑物场地强地面运动仿真、为灾情分析提供科学依据。

图1 西昌地震构造背景及震中位置

图2 不同凹凸体震源模型获得的PGA的空间分布特征

图3 不同震源模型获得的加速度时程（图以台站HLY为例）

图4 西昌地震评估结果与现代相似震级的大地震的地震动特征对比

图5 西昌地震评估结果与多个地震动衰减衰减关系的对比

　　研究成果分别发表于《Seismological Research Letters》、《Pure and Applied Geophysics》和《Journal of Seismology》等SCI期刊。本研究受到科技部重点研发计划专项(2017YFC1500205, 2018YFC1503400, 2019YFC1509403)、中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项(DQJB19A0131,DQJB19A0133,DQJB21Z15)以及中国地震局地球物理研究所大凉山断裂带地震危险区震情跟踪观测研究专项的联合资助。

　　参考文献：

　　(1) Zongchao Li*, Jize Sun, Lihua Fang, Xueliang Chen, Mengtan Gao, Quanbo Luo, Guochen Wang, Qingfeng Ding, Jian Ma, Qi Li; Reproducing the Spatial Characteristics of High‐Frequency Ground Motions for the 1850M7.5 Xichang Earthquake.Seismological Research Letters2021; doi:https://doi.org/10.1785/0220210076.

　　(2) Li, Z*., Sun, J., Chen, X.et al.Predicting the near-field strong ground motion based on uncertainties in asperities: an opportunity to reproduce the characteristics of the 1970 Tonghai earthquake (Ms 7.8).J Seismol25,875–898 (2021).

        (3) Li, Z*., Chen, X., Chen, K. et al. Predicting Near-Field Strong Ground Motion of the Huaxian Ms8.5 Earthquake Based on Uncertainty Factors of Asperities. Pure Appl. Geophys. 178, 889–906 (2021). https://doi.org/10.1007/s00024-021-02682-6.