利用P波质点运动估算中国东北地区固定台站地震计方位角

现代地震研究依赖于可靠的三分量观测数据,地震计的北分量是否严格指北将直接影响研究的准确性。然而,受台站附近磁异常或人为安装错误的影响,地震计的方位角可能出现偏差。基于东北地区154个固定台站2020年的远震数据,利用P波质点运动方法,估算了每个台站的北向分量方位角,以判断台站地震计是否存在方位角偏转问题。结果表明,84%的台站运行良好,12%的台站存在方位角偏差绝对值过大（>20°）或分量极性反转等问题。此外,分析后发现方位角偏转较大会导致H-κ叠加方法计算得到的地壳厚度和地震波速比出现偏差。因此,为确保地震学分析的可靠性,固定台站的地震计方位角需要进行定期校标。     

利用同台址地脉动记录检测井下地震计水平向方位角

利用波形相关法对地面同台址多套地震计方位角进行对比分析研究,并在江苏盐城、安徽界首、安徽合肥、安徽阜阳、河南航海5个台进行井下地震计方位角对比检测,同时利用远震P波极性法对地面及井下地震计方位角的检测结果进行验证。结果表明:地面观测台站地震计方位角检测中波形相关法、远震P波极性法与陀螺寻北仪检测结果的偏差分别在0. 4°、2. 9°以内,井下观测台站地震计方位角检测中波形相关法与远震P波极性法检测结果的偏差在5. 5°以内。因此,远震P波极性法及波形相关法均可得到较为满意的检测结果。     

采用P波分析法校正北京遥测地震台网地震计方位角

中国地震局地球物理研究所北京遥测地震台网通过调研,率先提出利用寻北仪测量真北方向,并对该台网地震台地震计摆放方位进行测量与校正,发现部分仪器存在大于10°的方位角偏差。考虑到正确可靠的三分量观测数据对地震科学研究的重要性,针对北京遥测地震台网北京地区10个地震台地震计方位校正前后的地震观测数据,采用质点运动轨迹与P波极性分析方法,研究P波波形资料,以便准确测定地震计以往摆放的方位角,对正确利用地震观测数据开展相关科学研究具有重要意义。     

甘肃省测震台网地震台站地震计方位角检验与校正

利用2007年8月—2013年9月甘肃省测震台网记录的549个MS≥6远震事件的P波资料,对所属44个地震台站分量方位等问题进行检核计算。考虑到地震计维修、更换等因素,提供了甘肃省测震台网地震台站按时间序列计算的方位角偏差及方位校正变化情况,以保障测震台网数据的连续性与可靠性。研究结果表明,反演的方位偏差与文献[1]的结果基本一致,表明中国"十五"数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题。因此,在进行现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位误差较大和研究时间段内方位角变动等因素的影响。     

浙江省测震观测台网井下地震计方位角检测与校正

选取浙江省测震台网景宁、北仑、南麂岛地震台井下地震计观测数据,采用地震数据波形相关性分析法,与地表地震计同步观测数据进行相关性分析,检测并校正井下地震计方位角,结果发现,3个地震台井下地震计方位角实际偏差分别为82.2°、-22.8°、32.2°。分析认为,井下地震计安装易受线缆应力影响,导致方位角与实际偏差过大,应在应力释放完成后固定地震计,并架设地表地震计进行数据相关性分析,以确定方位角可靠性。     

偏振分析算法测定井下地震计方位角偏差

基于P波质点的振动方式与初动方向,采用偏振分析算法,计算8次近震数据构建偏振椭球的协方差矩阵方程,得到特征向量值,估算地震计的相对安装方位,对比得到井下地震计方位角偏差。本文分析计算阜南井下台地震观测波形数据,得出地震计三分向输出极性正常与水平方位偏差约9°。     

利用P波质点运动检测福建台网地震计方位角

为提高福建台网地震计方位角的准确性,于2013年用高精度寻北仪对所属台站进行了方位角的校正工作。主要是利用P波质点运动的原理及“SNR为权重的多事件”方法,选取了全球范围M≥6.0以上的远震作为研究对象,以2013年为界,分两阶段显示福建台网所属台站方位角的变化情况,结合维护日志找出某些台站方位角偏差较大的原因,为持续提高并保持方位角的准确性排除障碍。     

江苏省测震台网井下地震计方位角检测

为获取江苏省测震台网井下地震计精确方位角,架设地面参考地震计,将其精确指北,并与井下地震计检测结果进行对比,利用相关分析法计算22个深井台站精度较高的方位角。研究结果表明,受多因素制约,井下地震计检测结果普遍偏差较大,部分台站水平向分量几乎反向,如提井,需重新进行方位角检测;地面与井下地震计同频带有利于提高相关性,从而获取高精度检测结果;利用不同频带地震计进行井下地震计方位角检测时,对较宽频带地震计进行仿真处理尤为重要;溧阳2台站新建井下地震计检测结果表明相关分析法可应用于井下地震计方位角检测;尽可能选择台基噪声功率谱密度曲线具有明显波峰频段作为滤波频段,有利于提高地面与井下地震计观测数据相关性,提高方位角检测精度。     

中国数字地震台网(CDSN)单台站P波偏振分析

偏振分析可以定量描述地震波的质点运动。 P波质点运动在水平方向上发生偏振, 使得传播方向会偏离台站与地震震源之间大圆弧的方向。 P波偏振分析可以用来约束地下结构以及反映地震各向异性, 提供与剪切波分裂等手段不同的证据。 本文介绍并使用主成分分析(Principle Component Analysis, PCA)的方法, 计算了单一地震台的P波偏振, 同时, 利用谐和分析, 对台站下方的各向异性进行了分析。 将P波偏振分析应用到中国数字地震台网(China Digital Seismograph Network, CDSN)的四个台站10年左右的数据, 筛选并分析了震相清晰、 信噪比高的远震三分量初至P波的质点运动, 拟合出四个台站接收到的地震事件后方位角与P波水平偏离角度之间的三角函数曲线, 计算出拉萨台、 昆明台下方上地幔各向异性的偏振方向分别为66°和57°, 大致呈现北东东方向。     

中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立

基于LLNL-G3Dv3全球P波三维速度模型,应用FMM软件包计算并建立了中国地震台网990个台站的初至P波区域三维走时表．该走时表覆盖了以台站为中心的水平向20°×20°、 垂直向-5.1—80 km （向下为正）的三维空间. 其水平向间隔为0.2°,垂直向间隔为5 km．这样对于任一深度小于80 km的震源,均可以应用此三维走时表计算其到周围10°范围内台站的走时．中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立,对于改善区域初至P波走时预测,提高地震定位精度有一定现实意义．      

利用井下摆近震记录研究华北盆地沉积层速度结构

收集了2015—2018年首都圈地区M1.0以上地震的波形数据,选取近场井下地震计观测记录,通过拾取直达P、S波及相应地表反射波的到时并测量其到时差,获得了台站下方地壳浅部300 m的P波、S波平均速度,并分析了波速的水平分布特征,结果表明,华北盆地近地表P波平均速度约为1.98 km/s,S波平均速度约为0.46 km/s,平均波速比约4.3;利用不同速度模型对27个地震事件进行定位,结果显示:沉积层模型可有效改善华北盆地地震定位精度。     

2023年山东平原MS 5.5地震宽频带面波震级和近场地震动反应谱空间分布特征分析

2023年8月6日山东平原发生M_S 5.5地震,中国地震台网中心获得丰富的测震和强震台站三分量波形数据。使用2°—10°震中距范围内80个台站的宽频带垂直向速度记录,测量该地震的宽频带面波震级;使用震中距200 km范围内1 278个强震仪和简易烈度计三分量记录,计算近场强震动加速度反应谱值。结果表明,宽频带面波震级M₍S(BB))平均值为5.5,震中西南侧台站测定震级相对偏小,偏大台站多分布在东北侧。近场强震动加速度反应谱呈NE—SW走向的条带状分布特征,沿断层破裂方向衰减慢,垂直断层方向衰减快。宽频带面波震级和加速度反应谱的空间分布特征支持本次地震以东北向单侧破裂为主,对照震中区地震断层资料,本次地震可能属于高唐和陵县—阳信隐伏断裂体系。     

南昌台P波精度和震级偏差研究

选取震中距在0°~40°的1 024个地震,统计南昌台P波走时残差和MS震级偏差的分布情况。结果表明:P波走时残差受方位角和震级大小影响明显,其中东北方位走时残差最大,达2.8s,东南方位最小,为1.1s,震级越大,走时残差越稳定;震级偏差受方位角影响明显,方位角在东北、东南方位时,南昌台定位震级比国家台网测定震级偏低0.12左右,而在西南方位则比国家台网震级偏高0.08左右;没有发现震源深度对P波走时残差和震级偏差的明显影响。     

利用P波初动测定地震计水平分向的定向偏差

基于P波质点振动方式和初动方向,设计一种测定地震计水平分向定向偏差的方法。通过旋转两水平分向波形获取P波优势能量方向,将旋转角度与地震方位角进行比较,得到地震计水平分向偏离正北方向的位置。再以地震计垂直向初动和已知震中确定台站初始速度的方向（即向源或离源方向）,依此初始速度方向在地震计坐标系中的位置,与水平分向实际记录初动符号所代表的方向进行确认,即可认定地震计水平分向的极性,进而确定地震计水平分向任一极性偏离的角度。     

利用远震P波质点运动检核区域地震计水平分量方位

地震计三分量方位的准确性对现代地震学研究具有很重要的意义.文献[1]利用P波偏振原理和多地震事件加权叠加方法计算表明,中国“十五”数字地震网络台站中有近三分之一的台站存在地震计水平方位偏差大、极性接反或分量互换等方面的问题.本文选取鄂尔多斯地块周缘地区24个代表性台站,利用2007年8月至2011年3月期间73个M≥7远震事件的P波资料,对台站分量方位等问题进行了检核计算.考虑到期间地震仪的可能重新安装因素,应用单地震事件的反演方位时间序列变化来计算分量方位偏差及其可能的方位校正.研究结果表明,反演的方位与文献[1]的结果基本一致,表明中国“十五”数字地震网络确实存在部分台站方位偏差较大等方面问题.因此,在SKS横波分裂等现代地震学研究中应充分考虑台站地震计方位不准和变动等因素的影响.     

西宁盆地周围区域中小地震震源机制解的计算及其构造意义

采用震中距范围约200 km内的P波初动资料,确定了西宁盆地及邻近区域2008~2011年发生的62个M_L2.3~5级的中小地震的震源机制,并统计了与震源机制解对应的主应力轴的方向性等参数.结果显示,地震性质主要显示为逆断层和走滑断层,小震的震源机制解虽然具有一定的随机性.北部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为47°~52°,仰角为4°~5.5°,T轴方位角可确定范围为142°~148°,仰角为43°~45°;南部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为155°~255°,仰角为1°左右,T轴方位角可确定范围为0°,仰角为89°~90°.综合数据结果显示,北部区域地震的性质以逆走滑为主,南部区域较为复杂,但显示出地震性质仍以逆断层性质为主.从区域应力场统计特征来看,看似无规律的小震震源机制卖质上主要受北东—西南向压缩应力及北西西—东南东方向上的拉张应力所控制.分析表明,在区域应力场的构造背景下,地震(尤其是小地震)的震源机制解可能存在多样性,但大量样本反映的主应力轴仍然与该区域内的构造背景一致.这一现象可为相关工作,如小区域震源机制解和余震震源机制解的统计等方面研究,提供必要的借鉴和参考.     

全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。     

全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。     

基于井下摆天然地震数据测量首都圈近地表波速结构

收集了首都圈数字化地震遥测台网58个井下摆2003-2008年记录的102次M≥3.0地震的数据.通过鉴别直达波及对应地表反射波的波形,发现两者到时差与震中矩和方位角无关.基于斯涅尔定律,分析获得了这些台站上方厚约300 m浅地表土层P波和S波平均速度结构以及波速比.结果表明,首都圈区域近地表P波和S波平均速度分别约为...     

利用不同速度模型反演越西M_S5.2地震震源机制解及震源深度

为了解不同速度模型对四川越西MS 5.2地震震源机制解及震源深度结果的影响,我们使用四川和云南测震台网宽频带数字地震波形,采用CAP方法和3种不同速度模型进行波形反演,结果显示:1 3种模型获得的台站波形拟合互相关系数均大于61%,且地震震源机制解参数基本一致,结果稳定、可靠;2反演得到越西地震的矩震级为MW 5.03,震源深度为10 km,断层节面Ⅰ走向355°、倾角81°、滑动角29°,节面Ⅱ走向260°、倾角61°、滑动角170°,P轴方位角124°、仰角14°,T轴方位角221°、仰角27°,该地震断层属于左旋走滑型;3推断此次地震活动是大凉山断裂左旋走滑错动结果。