地震自动速报震级参数误差校正研究

地震参数是防震减灾的重要参数,随着地震台网的进一步扩建和地震行业技术的不断提升,地震参数自动快速计算与信息发布水平有了很大的进步,但参数的准确性有待进一步提高.为了改善决定地震破坏力强弱的地震震级关键参数的准确性,本文尝试使用了多种方法来预测地震自动速报震级与人工正式速报震级的误差值.样本数据选取2013-2019年国家地震局自动速报AU系统与人工正式速报所发布的地震参数,震级下限为MS 3.0级,研究区域为国界线以内,将AU速报的震级M结果和人工正式速报结果进行对比分析,利用不同方法总结了两种结果的震级差异分布,首先利用直线拟合以及曲线拟合的方式来研究二者的关系,再利用误差逆向传播神经网络以及基于遗传优化的误差逆向传播神经网络对其进行参数误差学习预测.本文结果显示自动速报震级与人工正式结果的差异性跟震中经纬度有关,具有区域性的特点.神经网络的方法可以改善自动速报与人工正式速报的震级差异,为自动速报的参数准确性提出了新的参考思路.     

兰州地震台大震速报震级(Ms)的研究

选用了兰州地震台大震速报仪器 DK- 1中长周期记录仪记录到的 1990年 1月～ 1999年 3月的大震速报地震共 5 44个 ,与中国地震局分析预报中心编纂的《中国地震速报台网观测报告》给出的震级比较 ,对兰州地震台 DK- 1地震仪测定的面波震级 (Ms)进行了对比和分析研究。结果认为兰州地震台大震速报 DK- 1地震仪测定的面波震级(Ms)偏差与震中距离、震中区域及地震大小有关。给出了不同震中距离、不同震级范围及不同地区发生地震的面波震级台基校正值 ,供在今后的速报工作中参考使用 ,将有助于提高兰州台大震速报的震级测定精度。     

震级新国标实施前后中强浅源地震速报震级差异的分析对比

目前震级新国标拟在中国地震震级测定中开始使用。 为系统评估震级新国标对中强浅源地震的速报震级影响, 基于2001—2017年中国大陆发布的5级以上浅源地震速报目录, 本文系统分析了新国标宽频带面波震级与原速报震级的差异, 并与国外面波震级结果以及国、 内外矩震级的结果进行了对比研究。 结果表明: 采用新国标, 国内、 外面波震级对6级以上地震测定结果基本一致, 但5、 6级以上地震的频次分别为原来的80%、 60%左右, 而6.5级以上地震频次差异不大。 国内、 外矩震级测定结果比较一致, 由于国际上目前采用矩震级发布, 而矩震级与面波震级之间存在系统偏差, 因此, 为保持与国际结果一致, 应加快矩震级在地震速报中的应用, 这可能会导致6、 7级地震频次进一步降低。 由于速报震级在实际工作中既有可能采用面波震级, 也有可能采用矩震级, 或两者的结合; 因此, 速报震级仅用于地震信息发布、 地震应急、 科普宣传等社会应用, 如果使用震级进行科学研究、 地震活动性统计等专业应用研究, 最好统一使用一种标度, 即面波震级或矩震级。     

中国速报震级与国际通用震级的初步对比分析

本文主要利用１９８６－１９８７两年速报震级资料，统计分析了中国地震速报台网确定震级的精度，全国各速报台相对中国地震速报台网测定震级的偏差。同时统计分析了中国地震速报台网相对中国地震台临时报告、美国地质调查所震中初定报告ＰＤＥ和国际地震中心ＩＳＣ报告震级的偏差，并对所得结果进行了初步分析。     

中国地震观测台网速报震级的分析

本文介绍并分析了中国地震观测台网及各速报台站目前速报震级的现状,存在的问题及原因,并利用1984、1985两年速报震级资料,统计分析了中国地震观测台网确定震级的精度及各速报台相对全国地震台网测定震级的偏差,同时也统计分析了全国地震台网相对地球物理所临时报告和美国地质调查所震中初定报告(PDE)的震级的偏差。并对所得结果进行了初步的讨论。     

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     

使用P波快速测定国家台网大震标准震级

本文针对国家台网速报面波震级测定时间偏长和中深源地震震级速报有一定偏差的问题,采用IASPEI推荐的宽频带体波震级mB及宽频带P波矩震级MWP对2009—2013年国家台网地震速报的大震进行了对比分析。对于经过转换成MW后的mB和MWP震级来说,其结果均与我国速报地震发布的震级M有一定的偏差,一般表现为偏小。其中,对于6.0—6.9级地震,mB偏差相对较小,但离散度相对较大(整体偏差要比平均偏差大不少);对于7.0—7.9级地震,MWP偏差相对较小;而对于8.0级以上地震,由于震级饱和等原因,mB偏差较大,但MWP偏差相对较小,一般主要表现为偏小。总体来说,MW(MWP)的稳定性要比MW(mB)更好一些(线性回归的相关系数更大,标准误差更小)。对于综合mB和MWP震级来说,由于采取分段平均的方法,结果的稳定性有了一定的提高,但较大地震仍以偏小为主,如果在综合震级MP上加0.2,则可以得出与M震级较为接近的结果。通过MW(mB)、MW(MWP)、MP(M)、M与MW(GCMT)的对比,可以验证综合标准震级MP(M)和国家台网速报震级M具备一定的可信度,而MP(M)可作为P波快速测定的震级,所以用MP(M)作为大震速报初报震级,在某种程度上是可行的。     

河北数字遥测地震台网大震速报震级问题的初步研究

选取河北数字遥测地震台网自2001年11月正式运行至2004年5月所记录到的河北省及邻区64次较大的速报地震事件，用不同的处理方法分别计算震级并与全国地震月报目录和全国基本台网目录进行了对比分析，认为采用计算机自动读取2个水平分向S波段的振幅和相应周期的最大乘积方法测定速度震级稳定性较好，偏差较小，计算简便，适于大震速报快速有效测定震级的要求。     

2013年四川芦山MS7.0地震自动速报震级偏差分析及方法改进

使用震中距320 km范围内40个台站的波形记录, 大致还原了2013年4月20日芦山M_S7.0地震的自动速报震级测定过程． 结果表明, 在中国地震局对外发布自动速报参数的时间点上, 震级还处于快速上升段, 此时测得的标准震级为M5.8, 与对外公布的标准震级M5.9比较一致, 却远小于之后人工修订的震级M7.0． 分析芦山地震自动速报震级偏差较大的原因: ① 使用限幅记录, 造成震级低估; ② 地震参数发布过于强调快而忽略了准, 参数发布时有些台站的S波(或Lg波)未到达或未完全到达, 造成计算的平均震级偏小． 通过选择合适的震中距范围, 减小限幅记录的影响并适当延时, 在震后137 s得到震级为M6.8． 另外, 应用M_WP震级测定方法, 在震后77 s获得矩震级为M_W6.8, 显示该方法在测定矩震级时具有快速稳定的优势． 基于上述研究结果, 本文提出改进自动测定震级的措施和方法: ① 对于M＜7.0的地震, 在使用M_L震级测定方法确定震级时, 需在未限幅台站占绝对优势的震中距范围内使用未限幅记录, 并延时到最远台站的S波(或Lg波)最大振幅到达后测定M_L; ② 应用M_WP震级测定方法测定大地震的矩震级．      

大地震震级测定及速报

为了研究在强烈地震发生时,记录图最大振幅出格,如何决速测定强震震级这一实用化很强的问题,在用面波持续时间及测定体波震级方法的基础上。本文用云南1988年11月发生在澜沧、耿马地区的两次M_S≥7.0的地震资料(由全国基准台网SK仪器记录的地震图),进一步研究用这两种方法快速测定大地震震级作为速报方法的可能性。研究结果表明,用归算的面波持续时间测定M_S作为大震速报,一般需要等待从地震图初至后延10—20分钟的时间,而用体波测定震级m_B作为大震速报仅需要等待从初至后延数秒至5分钟左右。因此,是最为实用的大震速报方法。其优点在于图上最先到达的总是体波,对于M_S≥7.0的地震,体波振幅往往不限幅,这种特征满足强震测定和大震速报的需要。本文用澜沧、耿马两次大震的资料,对这两种方法作了较好的比较和检验。用收集到的约1500多个中强地震的面波震级和体波震级数据,经验统计给出两者之间的线性关系为M_S=1.55mg-3.47。     

Study on the Moment Magnitude of Small and Moderate Earthquakes Located in the Inner Mongolia Region

Based on digital seismic waveform data from Inner Mongolia Digital Seismic Network, the source spectrum parameters of 182 small and moderate earthquakes from January, 2009 to September, 2016 are derived, and the seismic moment M₀ and moment magnitude M_W of the earthquakes are calculated. The M_L-M_W relationship and the relationship between stress drop and magnitude are obtained using the linear regression method. It is clear that incorporating the moment magnitude into the seismic quick report catalog and the official earthquake catalog can enrich earthquake observation report content, thus providing better service for earthquake emergency and earthquake scientific research.     

内蒙古西部地区震源参数反演

基于遗传算法,采用Atkinson方法,选取2009-2017年内蒙古数字地震台网记录的内蒙古西部地区M_L ≥ 2.7地震事件波形资料,反演得到83个地震的震源参数。分析结果表明：该地区的拐角频率、地震矩、零频振幅与震级之间的相关性较好,而地震矩与应力降以及应力降与震级之间呈弱相关性,地震矩与拐角频率呈良好负相关性。其中,应力降集中分布在0.7-20 MPa,当M_L > 3.6时,随着震级增大,应力降呈现较为离散的特征。     

内蒙古地区地方性震级的量规函数研究

选取2008年1月~2015年11月内蒙古测震台网81个台站所记录的6342次地震事件,基于震级残差统计方法,计算了81个台站单台震级与台网平均震级的偏差、平均偏差和标准偏差。分析认为,BHS等6个台站震级偏差较大的原因可能是台站场地响应放大、台基风化等。台基校正前、后单台震级平均偏差值ΔMLi随震中距的变化曲线显示,曲线形态基本未有大的改变,台基校正后较之前震级平均偏差绝对值降低0.01,表明台基对地方性震级偏差的影响不大。同时,进行了81个台站的台基校正获得了内蒙古新量规函数,结果表明,全国量规函数除了震中距为0~120km时适合于内蒙古地区以外,其余情况下均偏高,不符合内蒙古地区的特征。因此,本文修定了全国量规函数,得到了校正后的内蒙古地区量规函数。     

内蒙古中西部地区中小地震矩震级研究

基于S震相"S窗"内的波形信号识别、品质因子Q(f)和22个台站场地响应,利用2009~2016年3月内蒙古中西部地区地震的波形资料,反演了182次中小地震的震源波谱参数,得到这些小震的零频幅值及其拐角频率,据此计算了这些地震的地震矩M_0、矩震级M_W和应力降Δσ。利用回归分析方法得到了近震震级与矩震级、矩震级与应力降的关系式。分析表明,近震震级与矩震级、矩震级与应力降呈线性关系。可见,将矩震级纳入地震的快报与正式目录中,可以丰富地震观测报告内容,更好地为地震应急和地震科研服务。     

Determination of Focal Depths of the MS5.8 Alxa Left Banner, Inner Mongolia Earthquake Sequence

Using the double-difference earthquake location algorithm, the deterministic method (PTD method) and the CAP seismic moment tensor inversion method, the paper selects the primary waveform data of 78 earthquakes recorded by the "China Earthquake Science Array Probe Project in the Northern Part of North South Seismic Belt", the "China Earthquake Scientific Exploration Array Data Center" of Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, and the Inner Mongolia Digital Seismic Network to calculate the focal depths of the mainshock and the seismic sequence of the M_S5.8 Alxa Left Banner earthquake in Inner Mongolia. The results show that the focal depth of the main shock is 20.6km, determined by the double-difference earthquake location method, 18.1km by the PTD method, and 19.2km by the CAP method. The focal depth of the earthquake sequence calculated by the double-difference location method is larger. The deterministic method (PTD method) and double-difference location method are the methods that fit the tectonic characteristics of the seismic source area, and the CAP method is suitable for larger earthquakes.     

单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析

地震定位是地震学中最基本的问题之一,现阶段大部分采用基于走时的方法。单纯形定位方法作为一种直接搜索类的方法,在新疆测震台网日常地震目录产出中发挥了重要作用。本文采用数值模拟的方法,利用新疆测震台网现有布局,结合“3400”走时表,分析单纯形定位方法在新疆测震台网的测定精度。研究表明,对于新疆测震台网网内浅源地震,单纯形定位方法能够得出较为精确的震中位置,而得出的网外地震震中位置存在一定偏差;初至折射波对震源深度有一定的控制能力,速度模型的准确性对震源深度和发震时刻的测定影响较大。     

吉林测震台网地震记录仿真前后震级对比分析

选取2013-2017年吉林测震台网记录的部分地震,按测震台网运行管理细则对地震编目的要求,需对地震波形进行WA仿真处理后测量震级。对比仿真前后震级,发现仿真后量取的震级普遍较大,偏差在0.3以内。因此,地震编目需严格按照细则执行,地震速报使用仿真震级更加准确,而且掌握震级偏差可为新旧震级资料的连续性提供参考依据。     

震级国家新标准在内蒙古测震台网速报中的应用

选取内蒙古测震台网2016年1月—2018年9月速报的地震,按照新的国家标准《地震震级的规定》(GB17740—2017)和现行地震速报规定分别重新测定震级,并测定矩震级。结果表明:新国标测定的地震数可较好地满足G—R线性关系,且所测震级更接近矩震级。震级新的国家标准应用后,速报的震级下限降低,地震数明显增加,可有效满足社会发展对有感地震监测服务的需求,并更加科学地为地震预报研究提供基础数据资料。     

The Crustal Velocity Structure of Western Inner Mongolia

The terrain of Inner Mongolia is long and narrow, and the geological structure is complicated. The South China crustal velocity model and Inner Mongolias optimal crustal velocity model 2015 cannot fully meet the earthquake location requirements of Inner Mongolia. Based on the seismological observations produced by Inner Mongolia Seismic Digital Network from 2009 to 2016,the initial model was obtained by using the linear fit of the seismic phases and the converted travel time curve. The Hyposat results of 225 earthquakes that occurred in western Inner Mongolia were scanned using this model,and the velocity model for western Inner Mongolia was determined as follows: V1= 6. 06 km/s;VPb= 6. 61 km/s; Vn= 8. 12 km/s; H1= 30 m; and the Moho depth H = 44 km. Comparison of the test results of the new model and the reference model shows that the residual error of the new model and the mean deviation of the epicenter location have obviously decreased.     

M_(S(BB))、M、M_(S7)震级对比

选取2009—2015年内蒙古测震台网速报的46个M≥4.1地震,依据《地震震级的规定》(GB17740—2016)中关于量取地震宽频带面波震级M_(S(BB))的各项条款,重新量取M_(S(BB)),与中国地震台网中心编目结果产出的M震级和M_(S7)震级进行对比分析,结果显示:M_(S(BB))震级与M_(S7)震级的一致性较好。