南北地震带地震台网监测能力评估的不同方法比较研究

为探讨不同地震台网监测能力评估方法的结果差异性及其原因,本文选用目前国际上比较前沿的“基于概率的完整性震级”(PMC)方法和“完整性震级范围”(EMR)方法,以及中国地震台网常规采用的“震级-最大距离”方法,对2008年10月1日—2015年9月17日南北地震带地区表征地震监测能力的最小完整性震级进行了比较研究.研究中考虑了以往关注不够的地震观测质量一致性问题,统一采用至少3个台站记录的地震资料.结果显示,3种方法的结果差异显著,最小完整性震级的差值在南北地震带个别地区甚至可达M_L2.0,其中,PMC方法获得的最小完整性震级M_p值在32°N以北地区显著低于其它两种方法,震级-最大距离方法获得的最小完整性震级M_r低值结果仅与高台站密度地区有关,与包括EMR方法获得的最小完整性震级M_cEMR相比较在统计均值上则呈M_cEMR < M_p < M_r.进一步对各地震台站的地震检测能力进行评分,结果显示,台站运维水平和对记录地震分析的完整程度,是造成M_p值显著不同于其它方法结果的主要原因,而是否选用相同的记录台站数量等数据质量约束标准,会造成EMR方法与其它方法结果的显著差异.因此,考虑到地震台网运行的实际情况和不同评估方法的计算原理,推荐PMC方法用于地震监测能力的评估.      

山西地震台网监测能力研究

该研究运用国际上新近发展的"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,计算获得山西及邻区区域地震台网44个台站对周边地震事件的检测概率及台网检测概率。发现,因台网布局等影响,山西中部断陷盆地展布区域及两侧隆起区大部分地区的最小完整性震级为MP≤1.5,山西西部边缘地区和最北端与内蒙古自治区、河北省交界地区震级达到1.5≤MP≤2.0,山西最南端的晋陕交界MP为3.0级左右。研究表明,为进一步提高山西地区整体监测能力,在山西西部边缘地区、最北端和最南端可增设台站或引入更多邻省台站。     

基于PMC方法的辽宁测震台网监测能力评估

为获得辽宁测震台网科学准确的监测能力评估结果,分析辽宁及周边地区的地震监测能力时空分布特征,为测震台网的优化提供科学依据。本研究首次将"基于概率的完整性震级"(PMC)方法应用到辽宁测震台网,通过计算获得辽宁地震台网37个台站的单台检测概率、测震台网合成检测概率以及基于概率的最小完整性震级M_P。单台检测概率表明:PMC方法能够客观地反映台站对地震事件的检测能力;营口—海城老震区周围的台站对较小震级的地震有较高的检测能力,受台网布局影响,位于辽宁边界地区台站的检测能力较弱。M_P时空分布特征显示:辽宁中部沈阳—辽阳—本溪—鞍山—盘锦地区1.5≥M_P≥1.2。辽宁南部大连一带监测能力较低M_P≥3.0,辽宁西部与河北交界地区3.0≥M_P≥2.5,辽宁其他区域2.5≥M_P≥1.8。研究结果表明,为进一步提高辽宁地震台网监测能力,需在辽宁东部、东南部建设台站以提高该区域台站密度,在辽宁西部地区建设部分台站和重新规划需要引入的河北共享台站,以提高该区域的台站密度及改善台站空间布局和该区域的监测能力。     

区域地震台网的动态监测能力

提出了一种区域台网监测能力的动态估计方法,结果表明,平均台距减小１倍,台风密度增加至４倍,但台网监测能力仅提高０．３￣０．４级,为使监测能力提高１级,平均台距需减至１／８,台网密度则增大６４倍,若台站短周期仪器放大率一律为５万倍,每万平方公里１个台的平均台网密度,其台网可监测最小震级为ＭＬ２．０（ｍｌｇ标度）。     

基于PMC方法评估青海省测震台网监测能力

采用基于概率的最小完整性震级方法(PMC),对青海省测震台网稳定运行以来实际产出的地震观测报告数据(2014—2021年)进行分析,获得该台网单台检测概率(P_D)、合成检测概率(P_E)以及基于概率的最小完整性震级(M_P)的空间分布。通过对青海及邻区地震监测能力的评估,获得如下认识：青海测震台网监测能力存在明显的空间差异,其中：在台站分布较为密集的青海东部、中部地区,地震监测能力较好,M_P分别为M_L 1.5—2.0和M_L 1.8—2.5;在台站分布较为稀疏的青海西部和南部地区,地震监测能力则相对较差,M_P分别为M_L 2.5—3.5和M_L 2.2—2.7;在台站分布最为稀疏的青藏交界地区,地震监测能力最差,M_P约为M_L 2.5—3.5。对青海测震台网监测能力的科学评估,可为进一步改善台网空间布局提供参考依据。     

皖南地区区域地震台网监测能力分析

介绍了皖南地区区域地震台网20个测震台站的基本情况。对20个台站的背景噪声数字化记录进行了计算和分析,得其背景噪声均方根RMS值、有效测量动态范围,分析了噪声水平并按照地噪声水平的规定对各台进行了台基噪声分类。结果表明,20个测震台站中有9个I类台址、9个Ⅱ类台址、2个Ⅲ类台址。同时,分析了皖南地区区域台网的最小监测能力,结果表明,皖南地区区域台网最小监测能力为M_L≥-0.1—0.6,台站监测能力基本满足皖南地区监测需求。     

河北省数字遥测地震台网的监测能力

叙述了自编的地震台网监测能力评估软件的技术思路、实现方法；以河北省数字遥测地震台网中心产出的107个台站的实测波形数据为基础，运用此软件计算出河北省数字遥测地震台网目前的监测能力，绘制了图件；利用“十五”项目将新建和改建的20个台的勘选波形数据，得出了“十五”项目完成后河北省数字遥测地震台网的监测能力，并绘制了图件。对河北省地震台网布局及未来发展提出建议。     

内蒙古数字地震台网快速测定速报震级结果评估

利用2014—2018年内蒙古及邻省数字地震台网108个宽频带固定地震台站的事件波形数据,分别采用快速测定速报震级方法和常规速报震级测定方法对85例有效速报地震进行分析,测定两种方法的震级偏差,给出震级校正值,并对结果进行对比.结果表明:①快速测定法的结果与常规速报震级方法测定结果相比整体偏小,震级差绝对值介于0～0....     

西藏自治区数字地震台网监测能力评估

采用震级排序法和交汇法,结合Mapsis平台计算台网的监测能力,以西藏自治区数字地震台网42个台站和临省台网14个台站的参数计算了台网的理论监测能力,确定数字台网的监测范围为M_l1.1～2.7。通过对数字地震台网监测能力的评估,可以在此基础上发展我区地震观测工作的方向和任务,有效的优化台网布局。     

区域地震台网历史震相数据整合与共享服务

区域地震台网震相数据是区域地震台网产出的重要成果,是开展地球科学研究的重要资料。整理全国31个省份1973—2008年区域地震台网纸质震相报告和地震卡片,按统一格式录入震相数据,建立数据共享服务系统。文中系统阐述区域地震台网的发展过程、历史震相数据的整合、地震观测报告的主要内容及震级的测定方法,并介绍了历史震相数据共享服务系统和快速索引下载方法,为科研人员提供共享服务。     

利用PMC方法评估地震台阵的地震检测能力——以西昌流动地震台阵为例

为实现对高密度、宽频带流动地震台阵地震检测能力的实时、不同深度评估,本研究采用"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,以西昌流动地震台阵为例,对2013-01-13—2014-05-14期间平均的地震检测能力、不同震源深度检测能力,以及某一时刻的实时地震检测能力进行了评估.结果表明,PMC方法可识别地震观测资料处理中人为因素对地震检测能力的影响,不同震源深度下地震的检测能力存在差异,其中H=7.5 km时,"网内"的完整性震级MP可达ML0.8,而在H=15.0 km和25.0 km时,"网内"的MP分别为ML1.0和ML1.4.在示例的2014-01-14时刻,非正常运行的台站造成地震检测能力的变化可被清晰识别出.此外,与MAXC和EMR等其它常用方法的对比表明,这些方法可能过高估计了地震台阵的检测能力.     

甘肃测震台网监测能力及地震目录完整性分析

区域地震台网监测能力的科学评估,是进行区域地震活动性和地震危险性分析的重要基础,最小完整性震级Mc是表征台网监测能力的关键．本文以甘肃测震台网的地震观测报告和区域地震目录为基础资料,分析了甘肃及邻区地震监测能力在时、空上的分布特征,利用ldquo;震级 序号rdquo;法、ldquo;最大曲率rdquo;法(MAXC)、拟合度分别为90%和95%的拟合优度检验法(GFT)及ldquo;完整性震级范围rdquo;法（EMR）等,研究了甘肃区域地震目录最小完整性震级Mc的时、空分布特征．结果表明,1980年以来甘肃测震台网的地震监测能力得到了逐步提高,模拟记录时期和ldquo;九五rdquo;期间甘东南地区的地震监测能力明显高于祁连山地震带中西段,ldquo;十五rdquo;测震台网运行后,甘肃及邻区的地震监测能力的空间差异明显缩小．最小完整性震级Mc和监测能力的时空分布特征具有较好的一致性．随着台网的改造,Mc逐步降低,ldquo;十五rdquo;台网运行后,甘肃及邻区的ML1.8以上地震基本完整．此外,还讨论了相关技术规范对区域台网地震目录的影响,并且提出了消除该影响的科学途径和有效方法．该研究结果可为甘肃及邻区地震活动性分析和地震危险性评价等相关研究提供参考．      

内蒙古区域背景噪声特征分析

应用PDF方法,计算了内蒙古现运行48个测震台站0.01~20 Hz频带范围内的功率谱密度(PSD)和1~20 Hz频带范围内噪声均方根(RMS)值,定量分析了内蒙古区域背景噪声水平。结果显示:平均噪声水平属于Ⅰ类的台站有45个,Ⅱ类有3个;台站背景噪声在1 Hz以上频段内,主要受公路和人为影响;在0.6~1 Hz频段内背景噪声水平差异较小;在低频段,水平向受温度和湿度影响大于垂直向,山洞台受影响小于地面台。     

基于PMC方法的上海测震台网地震监测能力评估

采用基于概率的完整性震级(PMC)方法,选取上海测震台网13个地震台站及周边省市地震台2008—2019年记录的171个地震,计算各地震台及上海测震台网地震监测能力,并模拟增加新的地震台站后台网监测能力的变化。结果显示:①地表基岩台的监测能力较深井台强,且受噪声和地铁影响,市区深井台监测能力较低;②整体上,台站密布的松江和青浦地区,地震监测能力较强,最小完整性震级为M_L 0.7。台站稀疏的浦东、奉贤、崇明地区,地震监测能力较弱,最小完整性震级为M_L 1.3;③若在上海南部增设奉贤海湾台,可整体提高上海测震台网的监测能力。     

内蒙古呼和浩特-包头地区地震目录的完整性分析

以内蒙古中部的呼和浩特-包头地区(40°～42°N,108°～114°E)作为研究区域,收集整理2001年1月1日至2010年4月30日ML≥1.0地震作为研究对象,按地震样本数目滑动扫描并计算最小完整性震级Mc,绘制Mc的时序变化曲线.分析认为Mc在时间上的变化主要反映台网监测能力和地震活动规律,但台站布局、地震信噪比和人为因素也会引起Mc的短期或不连续性的变化.同时在Rydelek等提出的2个假设条件下,对呼包地区的地震目录完整性进行了RS检验,其结果与上述扫描计算结果一致,也与根据台网监测能力所得到的震级范围吻合,证明本文的计算结果能够比较真实的反映2001年以来呼包地区地震目录在各时段内的完整性.     

基于双差定位方法的内蒙古中西部地区地震精确定位

针对测震台网定位存在偏差的问题,采用双差定位方法,对2008—2019年9月内蒙古测震台网及周边台站记录的内蒙古中西部地区4410个地震事件进行重新定位.研究表明,利用双差定位方法重新定位后地震分布更集中,更符合内蒙古中西部地区的地质构造特征,定位精度显著提高.