中美洲地震危险性研究的比较分析与区域模型更新：KUKAHPáN-25模型的构建与验证

本研究系统评估了中美洲地区概率地震危险性分析(PSHA)成果，通过整合1520-2020年区域地震目录、更新地震分区方案及本地化地面运动模型(GMM)，构建了新一代区域地震危险性模型KUKAHPáN-25。研究揭示了该地区PGA值最高达1.0g（475年回归期），解决了跨国界加速度不连续问题，为各国抗震规范更新提供了重要参考。

　　

中美洲地区因北美板块、科科斯板块和加勒比板块的复杂交汇，长期面临高地震风险。历史上如1982年萨尔瓦多地震、1976年危地马拉地震等灾难性事件，暴露出该地区地震危险性评估的不足。尽管过去三十年开展了RESIS I/II、GSHAP等区域研究，但存在地震目录不完整、震源模型简化、跨国界结果不连续等问题。随着城市化进程加速，现有抗震规范已难以满足防灾需求，亟需建立基于最新地震构造认识的统一区域模型。

西班牙马德里理工大学等机构的研究团队通过KUK-AHPáN项目（2019-2023），整合中美洲七国地震数据，开发了新一代区域地震危险性模型KUKAHPáN-25。研究采用四项关键技术：(1)基于Alvarado等(2017)的更新地震分区方案，精确刻画俯冲带几何形态；(2)整合1520-2020年区域地震目录(Gamboa-Canté等,2024)；(3)应用本地校准的64次地震震级-破裂尺度关系(Arroyo-Solórzano等,2024)；(4)采用萨尔瓦多和哥斯达黎加本地强震记录标定的地面运动预测方程(GMM)。研究成果发表于《Journal of South American Earth Sciences》。

【区域地震危险性研究进展】
系统梳理了中美洲地震危险性研究历程，发现近十年区域研究（如GEM-23、CCASH-22）普遍显示危险性上升趋势。RESIS II项目(2012)采用的震源分区模型已显不足，而新模型通过整合断层数据库（如Styron和Pagani,2020）显著提升了震源表征精度。

【KUKAHPáN-25模型构建】
创新性地将中美洲上板块地震活动分为三个构造域（上板块、板间和板内俯冲），采用逻辑树方法处理认知不确定性。关键突破在于：首次实现俯冲带倾角变化（15°-60°）的空间连续建模，并针对火山弧区域开发特定GMM。

【地震危险性图件】
475年回归期PGA图显示：哥斯达黎加半岛和危地马拉南部达0.8-1.0g，显著高于RESIS II结果（+20-50%）。975/2475年回归期谱加速度SA(1.0s)在首都城市呈现梯度增长，马那瓜因尼加拉瓜凹陷断层系统影响呈现异常高值。

【首都城市均匀危险谱】
构建六国首都的均匀危险谱(UHS)显示：圣萨尔瓦多因近场断层作用在短周期（T<0.5s）谱值最高，而危地马拉城因Motagua断层系统在1.0s周期出现显著平台。与现行抗震规范对比发现，哥斯达黎加规范值低估达60%。

【震源分解与控震地震】
通过地震分解分析识别出各国首都的控震地震：危地马拉城受Motagua断层（Mw6.5-7.0，R_rup
20-30km）和俯冲带（Mw7.5-8.0）双重控制；巴拿马城则主要受Gatun断层（Mw5.0-5.5）影响。首次绘制中美洲控震地震与活动断层空间关联图。

【区域模型对比】
与GEM-23模型比较显示：洪都拉斯-尼加拉瓜边境PGA差异达100%，源于区域地震目录的完整性改进；与CCASH-22模型在哥斯达黎加差异达60%，反映本地GMM校准的重要性。变异系数(CV)分析表明，90%区域CV<0.3，验证了模型的区域一致性。

【国家规范启示】
对比七国抗震规范发现：萨尔瓦多现行规范与KUKAHPáN-25结果吻合度最高（差异<10%），而危地马拉因采用确定性方法导致低估30-50%。研究建议建立跨国技术工作组，优先更新危地马拉北部横贯带等差异显著区域的设防标准。

该研究通过多尺度验证，证实KUKAHPáN-25模型能有效协调跨国界加速度不连续问题，其创新性体现在：(1)首次实现中美洲俯冲带几何参数的空间连续建模；(2)开发区域专属的震级-破裂尺度关系；(3)整合火山弧区域强震记录改进GMM预测。研究成果已被纳入中美洲减灾协调中心(CEPREDENAC)的区域防灾战略，为2025-2030年建筑抗震设计规范更新提供核心依据。未来研究建议聚焦断层型震源建模和非平稳复发模型的引入，以进一步提升短临地震危险性预测能力。