用短周期地震仪的记录图纸分析远震和确定震源深度

0 引言 众所周知,固有周期不同的地震仪监测不同周期的地震波。短周期地震仪主要用于监测地方震、近震以及远震P波初至,而中长周期和长周期地震仪监测震中距大于1000km的远震和极远震。目前,地震台站都配备有短周期地震仪,笔者在分析乌鲁木齐台短周期地震仪的记录时,发现对部分远震,不管是DD-1(T_0=1.0s)可见记录仪还是62型(T_0=2.0s)短周期光记录仪,其图纸上S波、pP波sP波、PP波、PcP波、ScP波、ScS波的起始一般都很清楚(图1)。特别对于中源地震(h>60km)和深源地震(h>300km),在短周期地震仪记录图上的震相形态清楚,比中长周期和长周期地震仪都具有优势,显示出独特的作用。在中长周期和长周期地震仪记录图上有些震级小于6.0的中深源地震的震相往往根本看不到,而在短周期地震仪的记录图上却清楚可见。 有些大地震,由于震级较大,加之传播路经上地壳结构等因素的影响,在中长周期仪上记录的纵波段比较发育,横波的起始因纵波的迭加而不太清楚。短周期仪对大周期成份有滤波作     

2014年1-4月中国及邻区地震目录

本地震目录由中国地震台网中心（CENC）提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区 M≥2．5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为 J-B表①,发震时刻为国际时,地名为按 Flinn、Engdahl 和 Hill②③划出的地震分区给出的大致的地理位置（仅作位置参考,不含任何政治意义）。其中：MS 是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪（SK 和 DK-1仪）测定的震级,MS7是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,mB 是用宽频带中周期仪（SK 仪或 DK-1仪）或763长周期仪测定,mb 是用短周期地震仪测定。为便于使用和对比,报告中还给出了美国国家地震信息中心（NEIC）测定的短周期体波震级 mb 和面波震级 MSZ 。为避免混乱,各种震级之间概不换算。     

2007年8月15日秘鲁M_W8.0地震的破裂震相记录特征

对2007年8月15日秘鲁近海MW8.0地震在全球数字地震仪台网(GSN)83个台的宽频带数字记录进行分析,在短周期(SP)、中长周期(SK)和长周期(LP)记录上均识别出在震源破裂过程中由主要破裂激发出的破裂震相。由破裂震相分析结果可以看出:该地震是一个由4次主要破裂构成的地震事件,第2次破裂、第3次破裂和第4次破裂与第1次破裂之间的时间间隔平均约9.1 s、48.5 s和63.3 s,与震源破裂时间函数的结果一致。4次主要破裂激发的破裂震相在GSN台站可识别的震中距范围为1.4°—153.8°。本文给出的破裂震相记录特征,为分析识别其他地震的破裂震相提供了参考。从地震记录图上直接识别破裂震相有助于快速判断震源破裂过程,有助于快速判断震灾损失。     

佘山台IASPEI新震级与传统震级对比分析

应用IASPEI新推荐的宽频带面波震级M_(S(BB))和宽频带体波震级m_(B(BB))标准,选取2012年以来佘山地震基准台所记录到的6级以上清晰地震事件为研究对象,并重新测定地方性震级M_L、面波震级M_S、中长周期体波震级mB、短周期体波震级mb,并采用线性回归方法,将IASPEI新震级、传统震级以及中国地震台网中心发布的震级三者间进行对比,使IASPEI新震级的连续性与科学性得以体现,为宽频带体波与宽频带面波震级的广泛应用提供基础。     

短周期与宽频带数字地震计记录波形相关分析

为了研究短周期与宽频带数字地震观测系统的一致性,分别对山东地震台网青岛、济南、荣成、五莲、烟台的5个同一摆墩上安装的两套观测系统记录的同一地震事件波形资料进行了相关性分析。先将宽频带记录通过等波纹带通滤波器进行频带为1~20 Hz的滤波处理,再将短周期记录进行过采样处理,实现与宽频带记录的采样率一致。分析表明,宽频带和短周期地震计记录近震、地方震和非天然近距离地震波形在形态上一致,地震波形的振幅和相位存在较好相似性,震中距越近地震波形振幅和相位的相似度越高,宽频带和短周期地震计得到速度震级间差别不大,一致性较好。     

Hausdorff分数维识别地震道初至走时

地震波初至走时的识别在地震勘探、人工地震层析成像以及全球地震层析成像方法研究中起重要作用．初至走时拾取的精度在很大的程度上影响地震层析成像及演的精度．本研究以提高地震波初至走时拾取的精度及定量化程度为目标,利用计算地震道时间序列分数维的方法,实现了地震波初至走时的自动拾取．本文以分形理论为基础,进行了地震道时间序列Hausdorff分数维的计算．计算结果表明地震道时间序列的分数维在初至到达前后具有不同的数值,其变化点能够定量指示出初至走时的位置．本文还给出了利用该方法对实测数据进行初至走时拾取的实例．     

宽频带数字地震记录仿真的应用

利用傅里叶分析法，把速度型宽频带数字地震记录变成台站人员所熟悉的长周期，中长周期模拟常规地震记录，分析人员能在仿真后的记录波形图上识别震相和计算震级。为地震台站用宽频带数字地震记录取代模拟记录提供了一种资料处理方法。     

面波的质点运动轨迹在小爆破识别与判据研究中的应用

本项工作主要研究宽频带数字地震记录中小当量爆破(即矿山爆破)与小震级地震事件的识别问题。以前我们利用北京遥测地震台网的短周期模拟记录资料和DAPS(台网中心数字化)系统(郑秀芬等,2000;王凤霞,2000)产出的资料作过一些研究(郑秀芬等,2006),取得了一定的进展。在此基础上,利用宽频带数字地震记录资料,进行了小当量爆破与小震级地震事件在近场源短周期面波质点运动轨迹方面的识别研究,并给出了一定的判据。     

三分向数据震相的自动识别

利用三分向地震数据,提出了一种自动检测Ｐ波和Ｓ波初至的算法。此算法组合使用了短时窗检测器ＤＳｐ和长时窗ＤＢｐ检测器,具有短时窗的较高精度和长时窗较低的误触发率。应用广东、福建和云南省的地震数据进行测试,结果表明：自动检测具有可靠的精度,地方震和近震Ｐ波到时误差小于０．２ｓ的超过８４％;Ｓ波到时误差小于０．５ｓ的超过７４％。     

利用噪声记录估计福建地区中上地壳体波速度结构

本文利用福建地震台网25个宽频带台站的噪声记录提取瑞利波和勒夫波频散曲线反演地壳波速结构,并利用爆破观测结果对该速度模型进行检验.结果表明:利用该方法得到的地壳波速结构在浅部分辨率较好,深部波速结构的反演结果精度较低,这主要是由于本文所选台站间距较小,提取得到的面波频散曲线在短周期部分精度较高,而长周期部分面波频散曲线的偏差较大.综合噪声反演结果与传统反演结果,本文最终给出了一个新的速度模型,利用该模型计算得到的理论走时与爆破观测走时具有很好的一致性.     

湟源地震台新旧震级对比分析

采用新旧震级标度,利用中国地震台网2015年至2017年的观测资料,选取湟源地震台测定的国内5.0级和国外6.0级以上且震中距小于100°的161个地震事件为研究对象,利用JOPENS-6.0和JOPENS-5.2地震分析软件测定新震级标度下短周期体波震级m_(bn)、宽频带体波震级m_(B(BB))、宽频带面波震级M_(S(BB)),与旧震级标度下短周期体波震级m_b、宽频带体波震级m_B、仿真763面波震级M_(S7)进行对比分析。分析结果表明:m_(bn)与m_b基本一致;m_(B(BB))与m_B基本一致;M_(S(BB))比M_(S7)系统偏高0.2个震级单位。     

CDSN网月带数据结构和文件格式

经过中国国家地震局（ＳＳＢ）和美国地质调查局（ＵＳＧＳ）的通力合作，中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）于１９８７年１０月开始运行，记有三分向短周期ＳＰ、宽频带ＢＢ、长周期ＬＰ和超长周期ＶＬＰ４种频带的数据记录。ＣＤＳＮ的网月带中记录了数字化的ＶＬＰ地震波形数据，网月带中含有网月带中记录了数字化的ＶＬＰ地震波形数据，网月带中含有网月带月志文件、台站月志文件和ＶＬＰ数据文件，其中ＶＬＰ数据文件有数据月志和Ｖ     

2010年7—8月中国及邻区地震目录

<正> 本地震目录由中国地震台网中心(CENC)提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区M≥2.5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为J-B表,发震时刻为国际时,地名为按Flinn、Engdahl和Hill划出的地震分区给出的大致的地理位置(仅作位置参考,不含任何政治意义)。其中:Ms是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪(SK和DK-1仪)测定的震级,M_(S7)是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,m_B是用宽频带中周期仪(SK仪     

2009年12月—2010年2月中国及邻区地震目录

<正> 本地震目录由中国地震台网中心(CENC)提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区M≥2.5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为J-B表①,发震时刻为国际时,地名为按Flinn、Engdahl和Hill~(②③)划出的地震分区给出的大致的地理位置(仅作位置参考,不含任何政治意义)。其中:Ms是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪(SK和DK-1仪)测定的震级,M_(S7)是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,m_B是用宽频带中周期仪(SK仪     

2018年2月6日花莲M_W6.4地震近场地震动方向性效应

利用中国台湾省内222个强震动台站以及Palert地震预警系统520个台站所观测的三分量加速度记录,研究此次花莲M_W6.4地震近场强地震动空间分布和衰减特征,将观测结果与美国NGA-West2地震动经验预测模型进行对比,揭示此次台湾花莲地震近场地震动的长周期特点,基于回归残差分析研究地震动峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和不同周期地震动的空间分布差异,定量考察近场地震动的方向性效应.研究结果表明:(1)整体上此次地震的近场PGV观测值和周期1.0s以上的长周期加速度谱值与美国NGA-West2地震动预测模型结果接近,PGA观测值和周期小于1.0s的加速度反应谱略低于预测模型结果.从空间分布来看,周期1.0s以上的长周期地震动在断层的不同方位有系统性差异,在破裂传播前方(震中西南方位),周期大于1.0s时的反应谱明显高于美国NGA-West2地震动经验预测模型,在破裂传播后方(震中东北方位),周期大于1.0s时的反应谱低于经验预测模型,表明此次地震近场地震动具有显著的方向性效应.(2)破裂传播的方向性效应主要影响周期超过1.0s的长周期,而对PGA以及周期小于1.0s的短周期地震动影响较弱.在破裂传播前方,周期1.0～10.0s的加速度反应谱值被增强到整体观测平均水平的1.16～1.52倍;在破裂传播后方,周期1.0～10.0s的加速度反应谱值被减弱到整体观测平均水平的0.36～0.70倍.(3)此次地震破裂方向性效应的影响表现出明显的窄带效应,破裂方向性的影响(包括破裂传播前方的增强作用和破裂传播后方的减弱作用)在周期T=3.0s时达到最大,在该周期破裂传播前方的增强系数为1.52,破裂传播后方的减弱系数为0.36.从周期T=3.0s到10.0s,破裂方向性效应的影响随周期增大总体上呈减弱趋势,这与2016年日本熊本M_W7.0地震破裂方向性效应的影响特点显著不同.     

金寨地震台数字地震仪的监测能力分析

利用目前各类仿真记录的震级计算公式及近年金寨地震台台基的地动噪声有效值,结合各区域震相识别经验等设定了可检测地震的首至P波震相振幅、S波和面波的最大振幅与台基地动噪声有效值的比值,并分别计算和分析了金寨台宽频带数字地震仪仿短周期(DD-1仪)记录的近震监测能力、仿中长周期记录的远震监测能力及仿长周期(763仪)记录的远震和极远震监测能力。     

用背景噪声和地震面波反演东北地区岩石圈速度结构

本文利用东北地区的黑龙江、 吉林、 辽宁和内蒙古等四省区区域数字地震台网122个宽频带地震台站记录的波形数据, 分别通过背景噪声互相关及地震面波提取8~25 s和25~70 s的瑞利面波频散曲线, 进而反演得到东北地区从浅到深直至约100 km的岩石圈速度结构。 结果表明, 周期为8 s至15 s的短周期群速度分布与地表构造特征有较好的对应关系, 盆岭边界的大型断裂对上地壳速度结构的控制作用明显, 松辽盆地呈现较厚的低速沉积盆地特征; 周期为20 s至30 s的群速度与短周期时相比出现明显变化, 反映了以大兴安岭—太行山重力梯度带为界, 西部地区莫霍面深度大于东部地区; 周期为50 s至70 s的长周期群速度图表现为随着周期的增加, 东部低速区域西移而西部显示稳定高速, 可能反映了研究区受太平洋板块俯冲影响, 大兴安岭以东地区软流圈热物质上涌的特征。     

地震前地震活动周期谱特征及其应用

在对最大熵谱方法进行检验的基础上,应用这一方法,通过对24次6级以上地震的地震活动增强区内地震活动度的周期谱特征进行研究,得到如下认识:① 在孕震过程中,地震活动增强区内的活动在不同阶段,表现出的周期谱不同．正常时段的周期谱长周期与短周期并存,而震前阶段只存在短周期（平均为长周期的43％左右）,长周期消失;② 震前出现短周期的时间与震级有关．8级地震一般为震前数十年乃至上百年,7级地震一般为30年以上,而6级地震一般为20～30年．对于同震级地震,其出现短周期的时间还因地区的不同而不同,一般华北地区较西部地区长．应用坚固体孕震模式对以上特征进行了初步分析,提出了运用最大熵谱方法进行强大地震的趋势预测思路,并将此思路应用于实践,对云南武定6.5级和丽江7.0级两次地震进行了预测尝试．从而为6级以上地震的趋势预测提供了一种途径．      

短周期地震仪接收函数的可行性分析——以新疆和田地震台阵为例

利用新疆和田地震台阵3 km孔径范围内架设的9个子台(包括1套宽频带和9套短周期地震仪)记录的3年远震波形数据,对比研究和分析了短周期地震仪接收函数的稳定性和可靠性.通过比较和分析短周期和长周期地震仪获取的接收函数波形,结果发现:(1)短周期地震仪记录与宽频带地震仪记录得到的接收函数有很好的一致性,且具有较高的稳定性,无论α取值为1.5还是2.5,短周期地震仪接收函数与宽频带地震仪接收函数都具有较强的线性相关性(相关系数0.9),但Ps震相均存在小幅的振幅差(约20%);(2)采用接收函数震相到时信息的方法(如H-κ叠加搜索),短周期地震仪可以代替宽频带地震仪;(3)由于短周期地震仪缺乏0.155 Hz以下的低频信号和在1 Hz以下频段非线性的振幅响应,仅仅采用短周期地震仪接收函数波形反演台站下方S波速度结构,获得下地壳到上地幔顶部的速度偏差较大(约0.3 km/s),可能会造成错误解释(如下地壳低速层),因此需要和其它对波速值敏感的数据(如面波频散)进行联合分析.     

利用混合法合成成都断层宽频地震动

首先,依据成都活断层探测的深、浅层地震勘探资料、钻井资料、地形资料,建立成都地区地下三维介质模型,并基于活断层确定的双石-大川断裂发生7.6级潜在地震的地震活动性探测结果,设定断层破裂震源模型,采用随机有限断层方法模拟短周期地震动、谱元法模拟长周期地震动,利用混合法通过频域合成技术获得了研究区域的宽频地震动。最后,讨论了合成结果的PGA、PGV、PGD以及0.3s和1.0s反应谱的分布特征,依据分布结果对成都市区进行了本次设定地震的地震动讨论。