根据峰值地动位移标度无饱和地计算地震震级

全球定位系统测量仪是非惯性的,它直接测量相对于全球参考框架的位移;而惯性传感器受到系统出格(主要因倾斜)的影响,对得到位移的积分有不利影响。我们根据分布在近源到区域距离(约10~1 000km)上的高速全球定位系统台网记录,研究了MW6~9地震的峰值地动位移(PGD)的震级标度性质,得出的结论是:实时全球定位系统的地震波形可用来快速测定震级;通常在破裂开始的第一分钟内,许多情况是在破裂结束前,可定出震级。虽然比用P波初始几秒钟波形的地震预警方法要慢一些,但我们的方法不会遇到地震传感器在大震级时出现的饱和效应。快速震级估算可用于快速生成地震的震源模型、海啸预测和需要长周期位移准确信息的地震动研究。     

盆地对三分量地震动持时的影响初探

利用关东盆地及其周边KiK-net台网井上台站记录的2004—2017年15次中强地震（矩震级为5.1～6.9级）构建三分量记录显著持时Ds_5-95数据库。针对该数据库,基于残差分析方法和3种水平向地震动持时参数预测方程,计算并给出事件间残差和事件内残差及其随不同类别参数的变化。在此基础上,初步探讨了水平向地震动持时预测方程应用于预测竖向地震动持时的可行性及盆地对三分量地震动持时的影响。研究结果表明,对于震源距和场地V_S30相当的情况,盆地内台站持时普遍大于盆地外台站持时,盆地内、外台站竖向地震动持时均大于水平向地震动持时;3种预测方程均可实现对盆地外台站水平向地震动Ds_5-95的合理估计,但在一定程度上低估了盆地内台站的水平向地震动Ds_5-95;3种预测方程均无法直接应用于竖向地震动持时预测。     

熊本MW7.0地震近场地表与井下地震动对比研究

选取日本熊本M_W7.0地震断层距小于200 km的82个近场KiK-net台站记录到的三分量记录数据进行基线校正后,获得近场地面运动水平向的峰值加速度PGA、峰值速度PGV及周期为0.2,1,2,3,5和10 s的加速度反应谱数据,并与美国NGA-West2的地震动预测模型相比较,研究熊本地震地表和井下地震动峰值及反应谱的衰减特征,通过比较KiK-net台站地表与井下记录结果,探讨浅层场地放大效应的影响。研究结果表明:① 对于井下观测结果,NGA-West2的地震动模型对PGA和短周期0.2 s的反应谱的预测值与井下观测值相比整体偏高,而PGV和较长周期地震动（如1,2和3 s的反应谱）的预测值与井下观测值较为吻合;② 地表观测记录的PGA,PGV和周期为0.2—3 s的反应谱残差整体上随v_S30对数值的增大呈线性减小的趋势,而周期为5 s和10 s的长周期部分,其场地效应的影响很小;③ 相对于井下记录,地表记录的地震动PGA,PGV和周期为0.2,1和2 s的反应谱有明显的放大,这种放大作用随浅层场地剪切波速的增大而减小;周期为3,5和10 s时长周期地震动的放大效应很小。      

用强震动观测资料估算2007年宁洱M_S6.4地震震源参数

通过对2007年6月3日宁洱M_S 6.4、M_S 5.1两次地震的强震动台站观测记录的谱分析,估算了两次地震的辐射能量、地震矩、矩震级等震源参数.结果表明,虽然对拐角频率、应力降等参数各台站的估算结果离散性较大,效果不甚理想,但利用近场强震动观测记录,可以对地震辐射能量、地震矩、矩震级3个参数作出较好的估计.     

基于高频GPS峰值地动位移的震级标度探讨

综合地震学地震震级公式和目前连续GPS研究震级标度的成果,使用国内外M_W5.9～9.1的17个地震事件的高频GPS测站的峰值地动位移数据,构建了新的基于GPS峰值地动位移(PGD)的震级标度关系。依据新建立的关系和实际数据分析认为,GPS峰值地动位移的震级标度关系适用于M_W5.6以上大地震的震级计算,并得到不同震级的地震使用该标度关系的震源距适用范围,提出使用场地校正项和震源辐射与传播路径校正项修正基于GPS峰值地动位移的震级标度关系。     

新疆数字地震台网地方性震级量规函数的初步研究

基于2009～2014年新疆测震台网数字地震记录资料,运用震级残差统计方法,选择16269个2.0≤ML≤5.4地震事件,共计获得了179561个单台记录;利用最大地动位移衰减特性方法,选用3.6≤ML≤4.5的746个地震事件作为研究对象,对新疆数字台网地方性震级量规函数进行了研究。将得出的量规函数值进行对比后认为,现阶段使用的量规函数值在0～200km的震中距范围内偏小,导致此范围内台站测定的震级偏小;在200～800km的范围内,测算的震级值较稳定,偏差范围在±0.1的范围内;在400～800km震中距范围内,由最大地动位移衰减特性方法得出的量规函数偏小。由于目前各地震台站使用的地震计仪器响应不准确,造成量规函数偏小的原因有待用计量更加准确的台站仪器响应参数进行验证,以便得到更加精确的新疆台网地方性震级量规函数。     

应用强震动观测资料估算2014年鲁甸MS6.5地震震源参数

通过对2014年鲁甸MS6.5地震13个强震动台站观测记录的谱分析,估算了地震矩、矩震级等震源参数,得到的平均矩震级MW=6.3。讨论了震源Brune模型位移谱形状系数以及局部场地条件对估算参数的影响,结果显示,谱形状系数对参数估算影响不大,但ω2和ω3源谱模型分别能与远场和近场记录获取的源谱吻合更好;同时,仅在场地的卓越频率小于1 Hz时,场地条件影响参数的估算,由于13个台站均处于Ⅰ~Ⅱ类场地上,局部场地条件对本文参数计算结果影响不大。     

在频率域中将CDSN记录恢复为地动位移的程序设计

地震能量估计、地球物理反演以及震源研究都与真实地动位移有关,由地震图来恢复地动位移是现代地震学中的一个基本问题。由于CDSN(中国数字地震观测台网)观测系统的传递函数的绝对值在低频端和高频端都分别趋近于0,故直接使用FFT及其反变换恢复地动位移会引入虚假的长周期和短周期成分。为了清除这些虚假的频率成分,本文介绍了一种迭代方法的程序设计。     

利用加速度或速度记录快速测定矩震级的一种新方法

根据峰值加速度、速度、位移对构造环境剪应力场和地震矩的依赖关系,导出了直接计算矩震级的公式．用北京怀来小台网（速度记录）、唐山强震观测台网（加速度记录）和北京地区台网（速度记录）的地震记录资料,检验了这些公式的可用性．结果表明,利用加速度或速度记录测定的矩震级与常规方法（根据位移谱高度）测定的矩震级十分接近．证明了这些公式的正确性,从而拓宽了用于测定震级的资料类型,即不仅限于位移记录,速度和加速度记录都可用于测定震级．     

苏北测震台网地面和井下地震记录波形频谱分析

根据苏北测震台网地面台站和深井台站记录的地震波形资料,分析2009年10月以来台网附近 ML ≥2．8地震波频谱特性。分析可知：地面记录与井下记录的地震波频谱特性存在一定差异,地面记录地震波拐角频率较井下约大0．28 Hz,地震波峰值频率比井下约小0．22 Hz;对于ML ＞4．5地震,地面记录地震波的优势频率范围小于井下记录;地震矩和矩震级地面台站记录数值较大,差值分别为3．104×10^14 N·m 和0．32级。     

辽宁数字遥测地震台网的监控能力

辽宁数字遥测地震台网全部采用速度记录。我们将地动速度转换为地动位移，并统计出相应的最大振幅、周期，根据短周期地震仪近震震级公式ML＝lgAμ＋R（△）＋S对各遥测台站对不同震级所能控制的距离进行了计算，得到台网监测范围。台网基本上能够控制我省中部ML≥2．0以上地震和全省及邻近海域ML≥3．0以上地震。     

安徽省地震台网监测能力和监控范围估算

安徽省“十五”数字地震台网由21个子台组成。我们根据测试记录的数据,将地动速度转换为地动位移,根据短周期地震仪近震震级公式ML=lgAμ＋R（△）＋C,对各台站不同震级所能控制的距离进行了计算,得到台网监测范围。台网基本上能够控制安徽省中部ML≥2．0地震和全省ML≥2．5地震。     

影响福建数字遥测地震台网震级测定的部分因素

通过对福建数字遥测台网1999年所监测到的“9.21”台湾南投大震群和“9.23”福州小震群中的一系列较大地震进行分析，利用地震的时间和空间相对集中这一特点，有效地避开震源、路径及随时间变化的地质背景等因素对测定震级的干扰，发现了对测定台网平均震级影响的主要因素，不仅仅来自于台站地质背景的影响、台网使用的起算函数的影响，而且还发现在一定距离内地震周期也会对台网平均震级测定产生明显的影响。通过计算地动位移随震中距衰减的系数和起算函数随震中距增幅的系数，求出起算函数引起震级偏差的大小，提出了改进和消除这些影响的方法。     

昆明数字遥测台网近震震级的测定

2000年1月至2002年8月昆明数字遥测台网26个子台记录的718个地震的数字地震记录,通过系统的传递函数,仿真为短周期的DD-1地动位移记录和中长周期DK-1的地动速度记录,记录仿真前后均测定地震震级,分别记为Msz和Mfz;对其中云南常规模拟地震台网40个台站记录的259个地震,也从记录图纸测定了地震震级,记为Mmn。对Mfz、Msz和Mmn进行系统的比较表明:在1.0≤ML<2.5的地震中,仿真后所测震级Mfz比仿真前所测震级Msz平均偏高0.16;在2.5≤ML≤2.9的地震中,Mfz比Msz平均偏高0.12;而在3.0≤ML≤3.9的地震中,Mfz与Msz的平均偏差基本为0;ML≥4.0的地震中,Mfz比Msz平均偏小0.02;MS的仿真震级Mfz比Msz平均偏高0.04;特别由模拟记录所测的震级Mmn与Mfz的平均偏差基本为0;不同震级间的差别基本呈正态分布。     

福建省“九五”地震监测台网台站震级校正及单台震级应用研究

首先介绍了福建省地震监测台网的建设和发展情况,在总结震级计算方法的基础上,分析了福建省"九五"地震监测台网中29个台站的平均震级偏差对台网震级确定造成的影响,并以此为依据对台网内单台测定震级进行校正。然后分网内和网外两种情况,分别回归得到了由单台(首台)震级确定最终震级的关系,并对单台震级测定所需时间进行了统计。结果表明,对平均台间距60 km的网内地震,一般在单台P波到达后的10 s内即可由单台震级估计出最终震级。     

中国地震科学实验场人工智能实时地震监测分析系统的应用与展望

"智能地动"(EarthX)系统是目前国际上唯一实时运行的人工智能地震监测系统.2018年12月起,"智能地动"系统在中国地震科学实验场试运行,实时处理川滇地区123个地震台站数据.该系统利用人工智能技术自动检测、拾取震相进而定位地震,在第一个台站接收到P波后数秒内快速产出地震的震源位置和震级,自发震时刻开始计算,平均定位仅用时28.9 s.此外,系统还使用全波形拟合的方法,在1～3分钟左右快速产出震源机制解和矩震级,而无须任何人工干预.EarthX系统在2020年1月1日至2020年8月4日期间,共记录地震897次,产出M3.0以上地震震源机制解81次.基本实现了3级以上地震的自动定位和震源机制解的产出,机制解的平均产出时间为震后103.8 s,弥补了当前地震监测台网不能产出地震震源机制解的空白.通过EarthX系统的推广应用,可逐步取代传统的地震监测发布手段,将台网人员从繁重的地震数据处理工作中解放出来.     

地震预警震级确定方法研究

地震预警技术是减轻地震灾害损失的有效手段之一．地震预警系统中,地震震级计算是最重要也是最困难的部分之一．利用日本KiK-net台网和四川汶川余震共142次地震事件的记录,分别采用tau;c和Pd方法统计得到了地震预警震级的计算公式,震级计算的方差分别为0.62和0.56个震级单位．为消除震级计算过程中出现的震级饱和现象,作者拓展了Pd方法,提出了一套对位移幅值连续追踪测定的算法．当时间窗长度为10 s时,采用该方法的震级计算方差仅为0.37个震级单位,充分满足地震预警系统的需求．同时,该方法也实现了信息的连续过渡,提高了对现有信息的利用率．最后,还对位移幅值Pd用于地震动峰值PGV的估计以及不同特征参数间的相容性等内容进行了讨论．      

江苏部分测震台井下与地面观测震源参数对比

本文根据2009年10月以来,江苏省及附近海域ML≥2.8级地震的地震波形观测数据,运用快速傅里叶变换方法对地震S波数据进行地震波位移谱和震源参数计算,并将江苏区域测震台网内部分地面测震观测得到的震源参数与井下观测得到的震源参数进行归纳对比,发现地面观测的地震震源参数中的拐角频率、地震矩和断层错动距离、应力降和矩震级要大于井下观测的震源参数结果,拐角频率f0差值为0.397 Hz、地震矩M0差值为8.642×1014 N·m、断层错距的差值为2.268 cm、应力降差值为2.033 MPa,矩震级差值为0.32级。而地面观测计算出的断层错动尺度参数和断层破裂面积参数要小于井下观测数据计算的结果,两者的差值分别是-0.126 km和-0.221 km2。     

由强震动数据分析芦山地震地面运动持时及周期特征

以芦山地震震中距100km内的20个台站60条原始强震记录为依据,研究芦山地震动卓越周期、反应谱峰值周期、地震动持续时间和震源持续时间。研究发现:EW、SN和UD3个方向卓越周期的变化范围为0.013~0.275s;5%阻尼比反应谱峰值周期变化范围为0.03~0.65s;芦山地震动90%持续时间变化范围为5.1~35.9s,震源持续时间在EW、SN和UD 3个方向的均值分别约为6.41s、6.05s和5.47s。以台站地震动持时为依据,回归地震动持续时间的空间变化曲线,并与Bommer(2009)地震动持时预测曲线进行比较,发现芦山地震动持续时间高于Bommer(2009)预测曲线,表明芦山地震中的震源作用时间大于目前的预测平均值。芦山地震动持时和震源持续时间在NE向有较明显的方向性,尤其是震源持续时间;而该方向上的余震分布弱于震中SW方向,表明发震构造在主震发生过程中NE方向能量释放较多,所以余震分布较弱。地震动持时和震源持时无上盘效应可能与隐伏发震构造相关。     

评估地震场地响应中土体的非线性行为：KiK-net台网强震数据的统计分析

通过日本KiK-net台网数据库的各种地震记录,研究了土体的非线性行为对场地响应的影响。这个台网由不少于688个地表—井下仪器构成,从这个台网还获得了直到井孔深度的剪切波和压缩波速度剖面的特征。为了通过计算每个场地的地表与井下频谱比来表征土体的线性行为,我们挑选了井下台站地震动峰值加速度（PGA）〈10cm/s2的事件。使用强震动事件（PGA〉50cm/s2）计算的场地响应曲线相对线性表征的变化被认为是由非线性土体行为造成的。为了描述每个事件土体非线性行为对场地响应的影响,我们提出了场地响应曲线相对线性估计的变化（放大或衰减）百分比（PNL ev,非线性百分比）和有关的位移频率（Sh ev）。这些参数被用于估计非线性场地响应显著区别于相应线性场地响应的概率。我们发现,不管何种场地,这个概率即使对低输入地震动峰值加速度（井下传感器的值不小于30cm/s2）也是重要的。这表明,在中强地震动场地响应评估中必须考虑非线性土体行为。此外,对记录了至少两个强震事件（井下PGA〉50cm/s2）的KiK-net台网数据库的54个场地,我们定义了每个场地的表征土体非线性行为对场地响应影响的另外4个参数：（1）地震动峰值加速度阈值（PGA th）,定义为PNL ev高于10%的地震动峰值加速度值;（2）地震动峰值加速度为50cm/s2的特定场地的PNL（PNL site）;（3）地震动峰值加速度为50cm/s2的卓越频率的特定场地移位（Sh site）;（4）在非线性和线性场地响应之间观测到衰减的频率（fNL）。我们观察到在fNL之下的频率,非线性土体行为可增强放大作用。我们发现fNL介于场地响应基频率和卓越共振频率之间,近地表具有V S反差的场地触发低地震动峰值加速度输入阈值的非线性行为。这些结果表明,非线性行为多发生在地表土层中。此外,通过研究地表的地