区域地震台网合理布局问题的探讨

从地震仪配套的角度讨论了区域地震台网合理布局的问题,得出: (1) 在台网内相邻台站之间的台距为50公里左右的台站上配备V_0=1.0×10~5,1.5×10~4,2.5×10~3,4.0×10~2四种短周期可见记录地震仪,同时给台距不大于200公里的台站配备V_0=50的中强震仪,能够测定网内M_s=1级以上地震的震源位置。(2) 如果台距不超过150公里,按上述仪器配备,可测定网内Ms=1.5级以上地震的震源位置。根据上述结果,结合甘肃省现有地震台站的台址状况,提出了甘肃省地震台网合理布局的方案。按照这一方案布局,甘肃省东部地区基本上能定出台网内部发生的M_s=1.5级以上地震的震源位置,而河西地区就只能基本定出嘉峪关以东沿走廊的长条地带发生的M_s=2.0级以上地震的震源位置。     

单台定位的精度和不确定性

为履行全面禁止核试验条约(CTBT)而进行的地震监测,需测定3级或更小地震事件的位置和(或)震源深度;只有很少的地震台站能经常记录到这样的地震事件, 并用常规走时方法测定它们的位置。本研究的主要目的是用单台三分向地震仪的信号进行定位和深度测定。用波形相关方法估算震源深度,主要依赖所用地壳模型的精度。我们用模拟退火全球搜索算法(SORVEC)变式的接收函数方法给出地壳模型。通过一系列综合模拟试验, 正试图测定该方法对震源机制、震源深度和数据频谱的灵敏度,以及在模拟近震震相时由远震接收函数产生的摸型的实用性。重要的问题是这些方法是否通过接收函数来确定,它用高入射角的远震信号作为输入,在区域范围内对模拟地震震源记录给出合理的依据。该试验描述了该地区用SORVEC提供的模型进行的综合测定,本质上类似于真实地震信号,使得SORVEC模型不像真实模型那么复杂。我们继续研究测定事件与台站方位角最合适的方法,主要用单台三分向记录到的震级在3．0和4．5之间的近震事件。因为许多这样的事件没有高信噪比的清晰震相,利用窄时间窗测定方位角始终是不可行的。我们用P与Sn的时间窗获得更加可靠的结果, 包含P和P与Sv两者之间的能量转换。当前,我们分两步测定事件与台站的方位角; 首先,我们只用水平向来测定事件与台站间180°的方位角;然后,用垂直向和旋转的水平向信号分析测定正确的方向。即使对震级较小没有突出P震相的记录,初步结果显示测定的事件与台站间的方位角误差大约为10°或更小。此外,统计分析的不确定性近似等于观测误差。     

地震自动定位的综合解决方案

针对已有两类地震自动定位方法各自的优点和限制，提出了综合利用这两类方法以形成一个统一系统的方案，希望以此提高地震自动定位能力。该方案的基本流程是：利用波形相关方法在连续地震波形上检测出地震事件并初定其震源位置和发震时刻；利用初定的震源位置和发震时刻，预测各台站各震相的到时；以预测的各震相到时为参考点，利用单台波形(单道或三分向)在该参考点附近精确测定震相到时；利用修定后的震相到时测定震源位置和发震时刻；根据震中距判定地震类型(地方震、近震、远震)，在预期的波形段自动测定波形最大振幅和相应周期，进而测定相应类型的震级(ML、Ms或mb)。     

地震的单台定位：为深入研究而进行的考察和讨论

对只有几个台站记录到区域地震的定位,用以走时为基础的定位方法是不理想的。然而,全面禁止核试验条约要求我们必须用很少的观测来监测地震事件。本文考察了单台定位方法的现状,即：使用三分向宽频速数字化台站的记录对地震事件定位。这里我们讨论的单台定位方法,最终可以是监测地球上大部分地区小震级（Ｍ～３）地震事件最有效最经济的手段,使用宽频带三分向观 资料和合成波形的拟合,可准确地确定震中距和震源深度。台站到地     

弦法测定近震参数

地震台的观测资料,用于测定地震的时空参数,即震中位置、震源深度和发震时刻.为了能够较好地测定出地震的这些参数,目前我国大都采用半计算半作图的方法.所测地震参数的精度高低,除对台站观测工作制定规范外,在资料分析处理时也要注意测定方法的选择和台站布局的组合.现将弦法的几个特例介绍如下,以便运用时扬长避短,提高测定近震参数的精度.     

紫坪铺水库区地震重新定位与汶川地震震源区结构分析

研究2008年5月12日汶川Ms8.0特大地震的论文非常多,许多论文使用的资料来源为四川地震台网目录和紫坪铺水库台网的目录.四川台网因台站不够密集,ML1.9以下的地震许多仅有单台或双台记录,紫坪铺台网网缘地震精度不够,许多地震没给出震源深度.     

四川测震台网ML震级特征研究

基于2013—2022年四川测震台网记录到的四川及邻区2.0≤M_L≤5.5的36 693次地震事件观测资料,利用震级残差统计方法得到59个区域台站的单台M_L震级与台网平均M_L震级的偏差、各单台记录地震的平均偏差和标准偏差。结果显示：震级偏差统计直方图基本呈正态分布,相对集中于-0.5～0.5;单台M_L震级偏差沿龙门山断裂带两侧分区特征明显,呈现“东高西低”,即川西高原地区台站M_L震级偏小及四川盆地台站M_L震级偏大特征;从M_L震级随震中距的变化曲线来看,当震中距<150 km时,单台测定的M_L震级较台网平均震级偏小,当震中距≥200 km时,单台测定的M_L震级较台网平均震级偏大。     

基于场地响应和量规函数对唐山5.1级地震的震级校正

利用2010年以来河北省测震台网记录到的654个M_L≥2.5地震波形数据,使用Moya方法联合反演计算震源谱及各台站场地响应。河北省测震台网实时接收168个台站数据,最终反演得到151个测震台站场地响应结果。结果显示,频率1～20Hz内各台站均存在不同程度的场地放大效应,随着频率的变化,各类基岩台的场地响应变化较为复杂。位于第四系沉积类的台站场地响应在低频段1～8Hz内放大效应显著,在高频段8～20Hz内呈现快速衰减趋势。选取2017年以来河北省测震台网记录的M_L≥2.0地震数据,对各台站单台震级与台网平均震级进行对比统计、分析,最终得出代表河北地区的地方性震级M_L新量规函数。针对2020年7月12日河北唐山5.1级地震,利用本文得到的台站场地响应结果对震级偏大且有放大作用的台站进行放大作用消除,再分别用现用地方性震级M_L量规函数和河北地区地方性震级M_L新量规函数对单台震级进行重新计算,结果显示震级偏差均有所减小。     

利用自由平面进行地震定位的方法

测定地方震参数的方法很多 ,如果已知 4个以上台站的 P波及 S波到时 ,通常用和达法、高桥法等经典方法 ,这些方法都未考虑台站的海拔高度及地球曲率的影响。笔者在文中给出了一种用“自由平面”定位地震的方法 ,消除了台站的海拔高度及地球曲率给震源参数带来的误差。1　原理方法的物理模型 :1假设震源为点源模型 ;2假设介质均匀、连续、具各向同性。在上述模型下 ,P波、S波射线为一直线 ,若已知第 i台 P波和 S波的到时差为 Ti,则其震源射线方程为Di=VTi .　　 (i=1 ,2 ,3 ,… ,n) (1 )式中 Di 为第 i台的震源距 ,V为虚波速度。设台站…     

利用SH波和P波振幅比测定中小地震的震源机制

用SH波和P波振幅比测定地震震源机制具有诸多优点,但它对台站布局要求较高。通过适当处理资料,降低该方法对台站分布的依赖程度,用此方法测定了几个地震的震源机制解并与其它方法得出的震源机制解进行了分析对比,结果表明,这样处理是可行的,一般只要有5个以上台站(震中距<120 km)记录到的地震都可以反演出较合理的震源机制解。     

计算机测定震源参数

作者用“分离反复迭代法”对近年华南地位地震震原位置进行测定,并与其它方法比较,得出本文方法确定的震源参数的精度比其它方法高,特别是在多台的情况下,尤其明显。同时讨论了台站位置对测定震源位置的影响及本方法的优缺点。     

用于地震预警的三维实时定位方法

为了尽快定位地震,在“着未着”定位算法基础上,尝试引入三维地壳模型,构建具有三维空间格点分布的走时表.根据已触发台站的到时和未触发台站的位置信息设计概率分布函数,通过八叉树搜索方法,快速给出震源在三维空间的可能位置.使用波前追踪算法,计算中国几个地区三维地壳模型的走时网格,利用中国地震台网资料,对区域内发生的地震进行定位分析.结果显示,在一定的台网密度条件下,三维实时定位方法能在震后数秒给出震源位置,可满足地震预警要求.     

2013年甘肃岷县-漳县MS6.6地震余震 序列目录完备性研究 基于对单台记录地震事件震中与震级的估计

中强地震余震序列地震目录编目是否完备、 震源参数是否准确,直接影响余震序列特征分析、 震后趋势快速判断和强余震预测等研究结果的科学性和可靠性. 2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震余震序列目录中存在较多单台记录地震事件,地震观测报告仅给出其震级,而未给出震中位置. 由于余震波形间的相互交叠干扰,使得余震最大振幅的测量误差较大,造成地震观测报告给出的单台事件震级误差较大. 精确估计单台记录地震事件的震中和震级,能够补充完善现有地震目录,提高地震目录的完备性. 本文对单台记录地震事件震中和震级的估计不仅限于单个台站,而是通过分析区域台网中多个台站的波形记录实现. 首先以余震序列中震级较大、 波形记录信噪比较高的地震波形作为模板,使用波形互相关震相检测技术,检测单台记录的地震事件在多个台站的震相到时. 如果能在4个以上台站检测到震相,则利用测震台网常用的HYPOSAT方法估计其震中位置,并利用多个台站记录波形与模板地震的振幅比估计其震级. 之后计算主震发生后不同时间的最小完备性震级,并通过线性拟合得到最小完备性震级随时间变化的表达式,以分析此地震余震序列的目录完备性. 经过计算共得到253个单台记录地震事件的震级和其中177个事件的震中位置,其震中空间分布范围与余震序列中其它地震分布范围基本一致. 震级复测以及与人工拾取震相到时误差对比表明,该方法所得震相检测和震级估计结果具有较好的可靠性. 主震及最大余震发生后的短时间内,有较多数量单台事件的目录所给出的震级偏低,分析认为可能受主震与较大余震后续震相以及余震间相互干扰所致. 主震发生0.02—0.3天内,其余震序列最小完备性震级随时间的对数呈线性下降,在0.3天后最小完备性震级稳定在M_L1.1左右.      

天津市宁河地区五级以上地震震源位置的修订及其意义

天津市宁河地区自1976年唐山7.8级地震后,发生多次五级以上地震,这些地震的震源位置虽经许多单位测定,但结果相差甚远。本文据天津地震台网和唐山部分台站的资料,用多种方法,对震源位置作了重新测定,并据修订后的震源位置和京津唐地区的地壳速度,对一些地震的震源机制作了补充。     

单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。      

基于sPn震相计算黑龙江地区近震震源深度

采用黑龙江地震台网记录的地震波形,基于sPn震相,计算2005—2021年黑龙江省区域内发生的11次M≥4.0近震的震源深度。分析发现,在研究区域内,可精确识别单台震中距在3°—7°范围内的地震记录波形的sPn震相。计算多台站震源深度,发现其平均值与黑龙江地震台网采用HypoSat方法测定的震源深度结果基本一致,仅3个地震的误差较大。分析认为,采用sPn震相方法测定黑龙江地区近震的震源深度准确度较高,可为日常跟踪分析工作提供依据。     

地核界面波在微城仪上的体现及应用

利用南平台ＤＤ－１地震仪所记录到地核界面反射波ＰｃＰ、地核界面反射转换波ＳｃＰ、ＰｃＳ测定震源深度。结果表明,用这些震相测定地震震源深度,提高了台站测定远震震源参数的精度     

江苏及邻区地方性震级量规函数的研究

基于2009～2018年江苏及相邻数字地震台网记录的2602次地震事件观测资料,通过震级残差统计方法得到了72个台站的单台震级与台网平均震级的偏差、平均偏差和标准偏差,分析了震级偏差频次分布和定量统计结果,进而修正了江苏及邻区的地方性震级量规函数。实际地方性震级测定结果表明,使用校正后的量规函数比新震级国家标准(GB17740—2017)中量规函数所测定的震级的标准差更小,且单台震级残差相对更集中于0,这说明该量规函数有助于提高江苏及邻区地方性震级测定精度。     

地核界面波在微震仪上的体现及应用

利用南平台ＤＤ－１地震仪所记录到的地核界面反射波ＰｃＰ、地核界面反射转换波ＳｃＰ、ＰｃＳ测定震源深度。结果表明,用这些震相测定地震震源深度,提高了台站测定远震震源参数的精度。     

四川地区介质衰减、场地响应与震级测定的讨论

利用四川区域地震台网的数字波形资料以及中国地震台网中心的有关震相数据,选取互相衔接的3段地震波几何衰减模型,利用基于遗传算法的Atkinson和Mereu方法,分别反演四川盆地、川西高原及攀枝花—西昌地区的介质品质因子。采用Brune的ω平方模型约束震源位移谱,使用Moya方法联合多台多地震数据求得各地震台站的场地响应。根据波形数据和观测报告,计算出2009年1月1日至2015年6月30日10535次2.5≤M_L≤4.9近震单台震级测定值与台网平均震级的差,绘制各次地震的单台震级偏差空间分布图像。结果显示:四川盆地介质衰减模型呈现高Q_0和低衰减系数γ的特点,攀西地区表现出低Q_0和较高衰减系数γ;岩石台基对地震波信号在不同频率点的放大作用不相同;单台震级偏差优势分布基本一致,在构造稳定的四川盆地,介质品质因子高(低衰减),地震波在该区域能有效传播,盆地表层松软沉积层对入射波有放大作用,造成该区域单台震级高异常;川西大部分地震台站台基增益较大,但单台震级明显偏低,推测与松潘-甘孜块体地壳深度软流圈的物质流动及该区域低Q_0异常(高衰减)有关;攀西地区断陷拉张、流体侵入及沉积填充等损耗地震波能量,常使该地区台站测定的川西藏东地震震级偏小,但同样台站测定的龙门山断裂带上中强地震震级常较台网平均震级更大,可能是受盆地边缘强烈不对称高幅值带的影响。从研究结果看,四川地区介质衰减对地震射线振幅的影响较地震台站的台基增益大,因此校正四川区域地震台网单台震级时,应结合介质衰减及台站场地响应的空间特性进行考虑。