多种震级及其巧妙之处

震级是对地震大小的量度。在地震活动性分析等实际的工作中,人们通常认为 “一个地震只有一个震级” 。很多人会有这样的疑惑:为何使用多种震级？震级为何不能统一？在地震监测工作中,为何震级之间不能相互转换？为何同一地震的不同震级会有差别？多种震级该如何使用？本文讲述了震级的测定原理、震级的巧妙之处,并对上述等11个问题进行讨论,以便于科研人员和管理人员在实际工作中,准确地测定震级,正确地使用震级。      

传统与现代震级标度

首先阐述并比较传统震级(M_L、m_b、m_B、M_S及M_JMA)所用数据、计算方法及适用范围,系统梳理两种现代震级标度M_e和M_W的理论基础及计算方法。然后根据使用数据及适用场景不同,介绍M_WW、M_WC、M_Wb、M_wp及M_dt等矩震级测定方法;同时,随着越来越丰富的GPS观测数据,基于高频GPS观测也越来越多地被用于地震震级快速测定工作。最后对这些震级测定方法的时效性进行对比分析,讨论不同震级标度的适用场景及其稳定性。     

地震的震级

简要介绍了地方性震级Mi、体波震级mb、面波震级Ms和矩震级Mw的定义及其测定方法,分析了它们的优点和缺点,并对震级饱和效应及其产生的原因作了介绍和解释。文章指出,矩震级是一个表征地震绝对大小的量,它与地震震源的物理过程直接关联,不会饱和;与传统上使用的其他震级标度相比,矩震级具有明显的优点,是当今国际地震学界推荐优先使用的震级标度。     

云南地震台网震级对比研究

利用云南地震台网记录的云南及其周边地区2000～2017年的宽频带数字地震资料,按照新的震级国家标准《地震震级的规定》(GB17740-2017)的测定方法,使用同一套软件,对地方性震级M_L、面波震级M_S、宽频带面波震级M_S(BB)、短周期体波震级m_b、宽频带体波震级m_B(BB)和矩震级M_W重新进行人工测量。并分别用一般线性回归和正交回归方法,对不同震级之间的关系进行对比,给出它们之间的经验关系式。研究结果表明:(1)当M4.5时,各种震级之间相差不大,使用地方性震级M_L可以较好地表示地震的大小,也能够更加充分地反映区域特性;当4.5≤M8.0时,宽频带面波震级M_S(BB)和矩震级MW均能较好地表示地震的大小,但矩震级M_W的测定需要一定时间,因此在速报工作和大震应急中,可以使用M_S(BB)表示地震的大小; M_S(BB)的测定方法与国际接轨,消除0.2的震级偏差。(2)对于面波震级MS和宽频带面波震级M_S(BB),由于面波测量的位置、计算公式和量归函数不同,M_S比M_S(BB)系统偏高0.2左右;短周期体波震级mb较宽频带体波震级m_B(BB)整体偏小0.2左右,主要区别在于仿真模式。(3)宽频带面波震级M_S(BB)和宽频带体波震级m_B(BB)均在垂直向原始宽频带记录上直接测定,取消波形仿真环节,另外,相比测定m_B(BB)震中距要求大于5度,许多台站被限制,M_S(BB)更利于区域台网测定。(4)当3.5≤ML≤6.5时,M_L较M_W整体偏大; M_S≥3.5时,M_S也较M_W整体偏大,且均随着震级增加,偏差值呈上升趋势。(5)当M≥8.0时,面波震级出现饱和现象,使用矩震级M_W表示M≥8.0地震的大小。     

如何正确使用地震的震级

震级是表示地震自身大小的一个量,是地震的基本参数之一,正确使用震级,对于科学研究、地震预报、地震应急等工作至关重要。本文从震级的发展过程、震级的单色性、震级统一的不可行性、震级转换的危害性、震级优选的科学性等方面,论述了震级的使用方法,以便技术人员和管理人员在实际工作中能够正确地使用地震的震级。     

如何正确使用地震的震级

震级是表示地震自身大小的一个量,是地震的基本参数之一,正确使用震级,对于科学研究、地震预报、地震应急等工作至关重要.本文从震级的发展过程、震级的单色性、震级统一的不可行性、震级转换的危害性、震级优选的科学性等方面,论述了震级的使用方法,以便技术人员和管理人员在实际工作中能够正确地使用地震的震级.     

山西台网新国家标准震级标度与传统震级标度测定地方性震级的对比分析

选用2018年山西数字地震台网的观测资料,分别对新国家标准震级标度与传统震级标度测定的地方性震级进行了对比分析。结果表明,新国标ML震级与传统ML震级一致性较高,震级偏差在0.1之内。新国家标准震级标度很好地继承和衔接了传统震级标度,使用分区量规函数测定的ML单台震级偏差和平均标准偏差值均较小,新震级标度测定的近震震级更加准确。     

不同震级标度转换关系研究概述

简述了中国学者近年来在地震震级转换关系方面的研究成果与进展,比较了中国台网测定的各种震级与国外主要地震机构测定的地震标度之间的差别与各震级间的转换关系。在前人研究的基础上,统一给出了矩震级与各种震级标度之间的对应关系：在国外震级标度中,6.5≤M≤7.6时,mB≈MW;5.2≤M≤8.0时,mS≈MW;4.2≤M≤7.0时,mL≈MW;4.0≤M≤6.0时,mb≈MW。在上述震级区间,MW与mB、mb、ML和MS的偏差≤0.2。经过推导,我国常规震级标度与矩震级的之间的对应关系为：4.5≤M≤5.8时,mb≈MW;4.5≤M≤7.5时,mB≈MW;4.5≤M≤7.0时,ML≈MW;MS≈MW;MS7=MW。在上述震级区间,MW与mB、MS的偏差≤0.2,与MS7偏差为0;与ML偏差为0.22。上述结论可为地震预测及相关领域的研究提供参考。     

中国地震台网震级的对比

采用线性回归和正交回归方法,利用中国地震台网1983-2004年的观测资料,对中国地震局地球物理研究所测定的地方性震级ML、面波震级MS与MS7、长周期体波震级mB、短周期体波震级mb进行对比,给出了它们之间的经验关系式.研究结果表明:①由于不同的震级标度反映了地震波在不同周期范围内辐射地震波能量的大小,因此对于不同大小的地震,使用不同的震级标度更能客观地描述地震的大小.当震中距小于1 000 km时,用地方性震级ML可以较好地测定近震的震级.当地震的震级M＜4.5时,各种震级标度之间相差不大.当4.5＜M＜6.0时,mB＞MS,MS标度低估了较小地震的震级,因此用mB可以较好地测定较小地震的震级.当M＞6.0时,MS＞mB＞mb,mB与mb标度均低估了较大地震的震级,用MS可以较好地测定出较大地震(6.0＜M＜8.5)的震级.当M＞8.5时,MS出现饱和现象,不能正确地反映大地震的大小;②在我国境内,当震中距＜1 000 km时,ML与区域面波震级MS基本一致,在实际应用中无需对它们进行震级的换算;③虽然MS与MS7同为面波震级,但由于所使用的仪器和计算公式不同,MS比MS7系统地偏高0.2～0.3级;④对于长周期体波震级mB和短周期体波震级mb,虽然使用的计算公式相同,但由于使用的地震波周期不同,对于mB=4.0左右的地震,mB与mb几乎相等,而对于mB≥4.5的地震,则mB＞mb.     

山西数字台网震级测定方法研究

震级是表示地震本身大小的一个量度,也是地震的基本参数之一。利用山西数字测震台网2009-2016年ML≥3.5以上宽频带数字地震资料,对近震震级ML、面波震级MS、宽频带面波震级Ms(BB)和矩震级Mw的震级测定方法进行讨论研究和对比,认为新震级标度能发挥宽频带数字地震资料的优越性,有利于资料的交换利用及对外发布。     

利用宽频带数字地震资料测定地震震级的方法研究

在国际地震学与地球内部物理学联合会(IASPEI)新推荐震级标度在中国地震台网中心应用的基础上,提出中国地震台网地震震级测定方法.研究指出,地方性震级ML与不同地区的地震波衰减特性具有密切关系,区域性特征明显,为保证中国地方性震级的一致性,宜沿用中国传统测定方法.建议:用IASPEI新推荐的短周期体波震级mb和宽频带体...     

从震级偏差看震级问题

震级为地震的基本参数之一,由于测定震级普遍存在偏差等问题,测定震级的稳定性问题一直令人关注。该文就震级偏差的起因进行了讨论,认为产生偏差的主要原因是震级本身问题和地球内部结构的各向异性导致地震波能量记录失真。     

甚宽频带数字地震仪震级偏差的初步研究

仅对高台地震台数字地震仪记录的震级与标准震级的偏差问题进行了分析。     

中国与国外主要地震测报单位报出震级水平变动的研究

介绍了中国地区震级标度的演化及震级水平概念提出的过程,并引入系统科学方法的思路,以探索震级标度统一的途径。利用1978～1985年中国地震台网测定的各年面波震级Ms≥4.5,震源深度h≤60km地震的面波振幅和周期资料,计算出均匀震级M~(ch),然后计算出M~(ch)0震级与ISC、MOS、NEIS、UPP报出震级的偏差及平均偏差,弄清各系统逐年震级水平变动的趋势,以及各系统的平均偏差波动的幅度随时间变化情况,旨在从中探索其规律,使得各系统测定的震级可以进行折算,以求得相对一致的震级值。     

如何正确使用新的震级国家标准

震级的使用规定是新的震级国家标准《地震震级的规定》（GB17740-2017）的重要内容。为便于广大技术人员和管理人员在实际工作中更好地理解和执行该标准,本文从震级的科学应用和社会应用2个方面详细介绍震级的使用规定。     

北京市地震台网"速度震级"与仿真震级的关系

速度型记录设备的地震速报,一般直接使用记录到的波形数据计算震级(速度震级).编写台网观测报告,需要把速度波形仿真成位移后再计算震级(仿真震级).本文利用北京市地震台网2003年以来1 000多条记录,以全网、单台两种方式研究了上述两种震级的关系,结果表明.它们之间存在很好的线性关系,且与震中距、台基、设备等因素有关.建议在速报阶段,可用震级差和线性关系两种方法对仿真震级进行估计.     

新疆地区近震震级与面波震级经验关系初步研究

利用线性回归方法对2010～2018年Ms≥3.5的500个地震事件为研究对象,重新量取计算近震震级ML和面波震级Ms,并对新疆地区分区域进行对比分析,得出不同区域近震震级与面波震级之间的关系,为定量研究地震震级奠定基础.同时,将新疆台网和中国地震台网都存在的震级数据进行对比,结果表明:新疆台网和中国地震台网测定的ML...     

中国地震基本台网测定面波震级的偏差

作者认为面波震级的基准应该是全球台网各台站测定面波震级值的平均值。美国国家地震信息中心（ＮＥＩＣ）测报的面波震级ＭＳＺ可作为这个基准。在此基准的基础上,作者较全面地比较了中国地震基本台网测定的面波震级ＭＳＰ和ＭＳ７与ＭＳＺ的偏差。由于ＭＳ７的观测仪器和测定方法都与ＮＥＩＣ的一致,故ＭＳ７与ＭＳＺ比较一致,对全球地震两者无系统误差。对中国及邻区地震,ＭＳ７比ＭＳＺ系统高０．０８～０．１级。中国的面波震级测定倾向于采用ＭＳ７标度。     

地震速报(Ms≥4.0)的震级校正——以伽师震群为例

1997年 1月 2 1日～ 1 999年 2月 2 8日 ,伽师发生了 Ms≥ 4 .0级地震 1 0 6次。通过分析对比速报和编目震级资料 ,发现速报震级偏差较大。应用线性拟合结合偏差分析的方法 ,对伽师震群速报震级进行了校正。通过对校正前后的结果比较以及 T假设检验 ,其效果相当理想