量规函数、台站方位、台基及不同测量方法对近震震级 M_L 的影响

本文研究了量规函数、台站方位、台基以及不同测量方法对测定震级 M_L 的影响.结果表明:1)得到了一个新的量规函数 R_3(△),它比原有的 R_1(△)和 R_2(△)更适合于我国西南地区:2)由于地震波辐射的方向性,处在不同方位的台站震级差可达0.3—0.5级.用 P 波与S 波的某种组合可消除一些方向性影响;3)基岩台基的校正值不大.某些较大的“台基校正值”可能是仪器放大倍数没测准的影响;4)除用 S 波的水平分量求震级外,S 波的垂直分量以及 P 波的水平分量和垂直分量乘以适当的倍数后,都可用来求震级 M_L.求得的结果与常规方法的结果之间几乎没有什么差别.     

宁夏区域台网M_L震级量规函数的修正和台站校正

本文通过对1980年—1986年在宁夏及邻区发生的400次 ML=1.8—5.1的地震统计分析,修正了现行测定震级 ML 的量规函数,并得到了新的量规函数 R_3(△),同时计算了宁夏台网的台站校正值。结果表明,应用 R_3(△)和台站校正值有助于提高宁夏台网测定震级 ML 的精度,陡震级误差从0.315下降为0.254。     

山东台网的震级测定及其偏差分析

本文第一部分对山东台网测定震级的状况进行了分析。(1)简单地阐述了山东台网的发展史和测定震级的概况。(2)对山东台网测定的震级与邻省台网测定的震级进行了比较,得出本区台网震级测定的比河北、河南、安徽台网大0.1-0.24,比江苏台网小0.06级。(3)初步分析了山东台网位于两种不同岩性的台站所测定的震级的差异,通过统计计算,位于岩性较好的台站测定的震级比位于黄土复盖较厚的台站测定的震级小0.1—0.7。本文第二部分针对山东台网位于两种不同岩性松散沉积层和岩性较好的台站,所测定的震级偏差较大的现象进行了研究。利用1977—1987年发生在本省以及邻省的近500余次 ML=1.8—4.8的地震资料。采用震级残差法,在原来量规函数 R_1(△)的基础上,得到了适用于本区两种不同岩性的区域性量规函数 R 鲁(△)岩和 R 鲁(△)沉。     

天津测震台网各子台震级偏差浅析

选取了2002—2005年天津台网记录的100个地震速报事件,利用NEDisa软件重新进行分析处理,根据定位结果对天津各台站的震级数据资料进行整理、归类分析,计算出每个地震各台站与台网平均震级的偏差和各台的多个地震的震级平均偏差。根据速度震级公式中震级的影响因素,主要从量规函数和台基两方面进行震级偏差原因分析,给出了各台的台基校正值,台基校正后震级偏差统计表。结果显示天津台网现采用的量规函数在震中距0~20 km内对震级偏差稍有影响,其他范围内影响不大;而台基对震级偏差影响较大,对天津台网各子台进行台基校正是很必要的。     

广西地区震级量规函数R(△)修正和台基校正值

本文作者通过广西地区的地震记录测定震级,对原量规函数R_1(△)进行了修正,得出了适合广西地区的新量规函数R_3(△),还计算了各台基震级校正值。结果表明:利用广西地区的新量规函数R_3(△)和各台基校正值。能提高广西台网测定震级的精度。     

内蒙古地区地方性震级的量规函数研究

选取2008年1月~2015年11月内蒙古测震台网81个台站所记录的6342次地震事件,基于震级残差统计方法,计算了81个台站单台震级与台网平均震级的偏差、平均偏差和标准偏差。分析认为,BHS等6个台站震级偏差较大的原因可能是台站场地响应放大、台基风化等。台基校正前、后单台震级平均偏差值ΔMLi随震中距的变化曲线显示,曲线形态基本未有大的改变,台基校正后较之前震级平均偏差绝对值降低0.01,表明台基对地方性震级偏差的影响不大。同时,进行了81个台站的台基校正获得了内蒙古新量规函数,结果表明,全国量规函数除了震中距为0~120km时适合于内蒙古地区以外,其余情况下均偏高,不符合内蒙古地区的特征。因此,本文修定了全国量规函数,得到了校正后的内蒙古地区量规函数。     

安徽台网近震震级M_L的偏差分析

安徽台网M_L震级偏差主要是由于现行量规函数不适合本地区地壳结构,及一部分台站台基校正值偏大所引起的。通过对1976—1984年282次发生在安徽及附近地区M_L4 .8—4.5级地震统计分析得到:目前单台测定M_L震级精度为±0.284、经量规函数校正后精度为±0.246,再经过台基改正后精度提高到±0.225,当采用四个以上多台平均震级其精度为±0.112。由于原始量规函数的地区差异及系统偏差,建议各省区域台网有必要进行量规函数校正,求出适合本地区的高的量规函数。关于地震波穿过郯庐断裂后对测定震级的影响有待进一步工作。     

中国大陆地区的均一震级系统

用 SK 地震仪台网的资料,用联合确定地震震级、量规函数和台基校正值的方法,做出了中国大陆地区的均一震级系统,得到了 PZ、PH、SH、SV 四个震相从2.5——100新的量规函数,以及我国21个基准台的台基校正值.用这四个量规函数加上台基校正,求得的单台震级的标准误差为0.21——0.23级.6级左右的地震一般都有16个以上台记录到,这时求得的台网平均震级的误差可在0.05级左右.由于体波震级强烈地依赖于仪器类型,所以,我们求得的体波震级 msk与 mb 或 mB 有系统差.我们采取了使 msk与 Ms 接近的原则.提出了位移谱震级的概念:认为按某一震源参考球的平均值,具有相同强度的 P 波(或 S波)位移谱的地震,则震级相等.这种震级标度有以下优点:(1)它是绝对力学标度,可以把世界上各台网的震级统一起来;(2)物理意义明确,能反映地震大小.对任何大小地震都有定义,无饱和问题,对慢地震也有定义;(3)能和以前使用的震级衔接起来;(4)对位移计地震仪来说,测量方便,误差小.      

内蒙古数字测震台网单台近震震级偏差研究

使用内蒙古测震台网产出的观测报告,以台网平均震级为标准,选取2008年1月—2014年1月的地震事件,将该台网监测区域内各台站记录数据进行检索整理,对样本数接近和超过100个的39个台站数据进行归类统计,计算各台站单台震级和台网平均震级的偏差、平均偏差和标准离差,从震级偏差频次分布、仪器、量规函数、台基等方面分析产生震级偏差的原因。在进行量规函数和台基校正后,震级偏差在±0.2之内的样本数达到70%。     

近震震级测定方法研究

本文根据北京电信传输地震台网在1978-1984年期间的395次地震[1.0ML6.2;10△600km]资料,讨论了近震震级 ML 的量规函数、台基校正、仪器分量校正和震源区校正等,并着重研究了信号持续时间震级 MD 的不同测定方法和误差.结果表明,如果采用本文中所述的方法,不需添加任何校正值,只用少数几个台甚至仅用一个台的资料就可逼近无偏震级.必须指出,持续时间震级 MD 在震级大于4.8时可产生震级饱和现象,对此,用另一条具有较大斜率的方程拟合便可得到满意的结果.      

面波震级和它的台基校正值

本文叙述了我国现行的北京地震台面波震级 Ms 公式的由来, 所使用的公式为Ms=log(A/T)max+(△)系以古登堡-里克特(Gutenberg-Richter)对帕萨迪纳(Pasadena)地震台测定的面波震级为标准, 由国际上与该标准一致的六个著名地震台的面波平均震级制定出北京地震台测定面波震级的起算函数(△).当震中距离△=8-130得到公式(△)=(1.660.09)log△+(3.500.14)对于△=130-180之间的公式, 我们结合中国地震观测的实际情况将吸收系数项作了改进, 求得半经验半理论公式为(△)=6.775+1/2[(2.147e-0.04465△+1.325)(△-90)10-2logsin△+1/3(log△-1.954)]为了提高面波定震级的精确度, 将北京地震台的面波震级标准推广到全国十二个基准台, 利用360个地震的数据算出了各台的台基校正值, 提高了测定面波震级的一致性.      

体波震级综合起算函数的研究

为了改进中国地震台网体波震级的测定工作,本文利用中国地区地震P波和S波走时表及其相应的地壳地幔速度模型和地球的吸收带Q值模型(简称ABM-Q值模型),讨论了地震波的几何扩散效应和地球介质的吸收效应;通过数值计算,制定了中国地震台网体波震级的综合起算函数。经初步使用检验表明,新的震级起算函数,由于引进了与周期相对应的补偿,使得所测不同周期的体波震级基本趋向一致,改善了Gutenberg和Richter(1956)的起算函数在短周期上低估震级的倾向;而且,ABM-Q值模型较之SL8-Q值模型更加符合体波的衰减特性。      

回归分析在震磁关系研究中的应用

通过相关分析北京、兰州、银川、红山地磁台地磁垂直分量Z(世界时13—14时)时均值资料(每两台相组合,以月为统计单位),得相关系数R和回归系数b。经统计检验,发现不同台站的R、b大小虽有差异,但正常情况下均在其置信区间变化(置信概率0.95)。几次中强震前,b、R大幅度下降,连续偏离其控制区间,至临震前1—2月或当月趋于恢复或完全恢复。对不同台组的垂直分量差ΔZ与时间作回归分析(ΔZ为时间t的函数),得不同台站的线性回归方程及相关系数R。正常情况下ΔZ在回归方程的置信区间变化(置信概率0.95),当地磁台附近孕育中强以上地震时,ΔZ明显偏离回归方程的控制区间。应用以上两种方法对80年代以来宁夏及其邻区的六次中强地震作了对应效果检验,并对发现的问题作了简略探讨。     

Spectral Ratio Estimates for Site Effects on the Horst–Graben System in West Turkey

Recordings of micro- and moderate-size local earthquakes have been used to quantify site effects in the central-west Turkey which contains one of the world’s best examples of a rapid intra-continental extension with its high population and industrial potential. We analyzed 436 earthquakes with local magnitudes ranging between 2.0 and 5.6 using three component digital recordings from 32 stations. Site functions were obtained using two different spectral ratio approaches (horizontal to vertical spectral ratio, HVSR, and standard spectral ratio, SSR). HVSR estimates of transverse and radial S-waves were compared with one another. Epicentral distance, magnitude and back-azimuth dependencies of site functions were also evaluated. In general, HVSR values from transverse and radial S-waves are similar within a factor of 2. The back-azimuth dependencies of transverse S-wave HVSR results are more significant than distance and magnitude dependencies. On the other hand, averaging of transverse and radial S-wave HVSR results eliminates systematic back-azimuth dependencies caused by source radiation effects. Distributions of HVSR estimates along ~N–S linear array, which traversed main grabens in the region with a station spacing of 3–4 km, reflect subsurface geological complexities in the region. The sites located near the basin edges are characterized by broader HVSR curves. Broad HVSR peaks could be attributed to the complexity of wave propagation related to significant 2D/3D velocity variations at the sediment–bedrock interface near the basin edges. The results also show that, even if the site is located on a horst, the presence of weathered zones along the surface could cause moderate frequency dependent site effects. Comparison of HVSR and SSR estimates for the stations on the graben sites showed that SSR estimates give larger values at lower frequencies which could be attributed to lateral variations in regional velocity and attenuation values caused by basin geometry and edge effects.     

HORIZONTAL-TO-VERTICAL SPECTRUM RATIO OF EARTHQUAKE GROUND MOTION FOR SITE CHARACTERIZATION

Nakamura's method, which uses a horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratio of microtremor, has become popular to determine the predominant period and amplification of a site. In this study, this method is extended for earthquake ground motion recordings using new strong motion data recorded by JMA-87-type accelerometers. From the analysis of these accelerograms, horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratios of a site for different earthquakes are also found to be stable irrespective of magnitude, distance and depth. To establish this fact, attenuation relations of velocity response spectra for horizontal and vertical components are derived for three damping ratios (0, 2 and 5 per cent) using the JMA data. Then the horizontal-to-vertical ratios of the velocity response spectra are obtained. The results show that the horizontal and vertical velocity response spectra are dependent on magnitude, distance and depth, but that their ratios are almost independent of magnitude, distance and depth. However, since the current data set consists of mostly intermediate to far field data, this observation should be limited to records of these distance ranges. Introducing station coefficients, representing site amplification, to this relation yields the value comparable to the horizontal-to-vertical Fourier spectrum ratio at a specific site. The stability of the spectrum ratio is explained by the transfer function between the ground surface and stiff-soil outcrop due to S-wave propagation. These results suggest that site amplification characteristics can be evaluated by one-point two-component surface recordings of earthquake ground motion, in a similar manner as proposed by Nakamura for microtremor. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

Local seismic network for monitoring of a potential nuclear power plant area

This study presents a plan for seismic monitoring of a region around a potential nuclear power plant. Seismic monitoring is needed to evaluate seismic risk. The International Atomic Energy Agency has set guidelines on seismic hazard evaluation and monitoring of such areas. According to these guidelines, we have made a plan for a local network of seismic stations to collect data for seismic source characterization and seismotectonic interpretations, as well as to monitor seismic activity and natural hazards. The detection and location capability of the network were simulated using different station configurations by computing spatial azimuthal coverages and detection threshold magnitudes. Background noise conditions around Pyhäjoki were analyzed by comparing data from different stations. The annual number of microearthquakes that should be detected with a dense local network centered around Pyhäjoki was estimated. The network should be dense enough to fulfill the requirements of azimuthal coverage better than 180° and automatic event location capability down to ML?～?0 within a distance of 25 km from the site. A network of 10 stations should be enough to reach these goals. With this setup, the detection threshold magnitudes are estimated to be ML?=??0.1 and ML?=?0.1 within a radius of 25 and 50 km from Pyhäjoki, respectively. The annual number of earthquakes detected by the network is estimated to be 2 (ML?≥?～ ?0.1) within 25 km radius and 5 (ML?≥?～?0.1 to ～0.1) within 50 km radius. The location accuracy within 25 km radius is estimated to be 1–2 and 4 km for horizontal coordinates and depth, respectively. Thus, the network is dense enough to map out capable faults with horizontal accuracy of 1–2 km within 25 km radius of the site. The estimation is based on the location accuracies of five existing networks in northern Europe. Local factors, such as seismic noise sources, geology and infrastructure might limit the station configuration and detection and location capability of the network.     

河北易县M_L3.8、3.3地震同震形变响应及其震源机制

2010年7月30日河北省易县相继发生ML3.8、3.3地震,震中距离易县地震台仅7 km,震中附近主要以形变观测台站为主.虽然地震震级相对较小,但是12个形变测项均有不同程度的同震响应,这在中小地震的同震响应分析中是较为突出的震例.根据河北台网的地震波形资料对地震进行了重新定位.根据速报震中和重新定位震中分别计算两次地震的震源机制,震源断层初步断定为NEE向断层,断层表现为正断兼右旋走滑.     

青海数字测震台网速报震级与量规函数的初步研究

对2010年至2012年青海测震台网速报地震震级重新量取,从震级偏差频次分布、量规函数、对单台震级的影响上作了定量统计和分析,给出了量规函数校正值.