用三分量台站和台阵资料估计方位角的慢度

用ＮＯＲＥＳＳ台阵记录的短周期Ｐ波比较了用三分量台站和台阵估算方位角和慢度的能力。对垂直台阵的资料 位角和慢度用宽带频率－波数（ｆ－ｋ）分析方法得到。对三分量资料采用偏振分析方法,应用了ＮＯＲＥＳＳ公报中的波至时间和主频信息,资料处理是自动的。用ＮＥＩＳ（美国地震情报处）公报或区域台网公报的定位结果独立确定的方位角和／或慢度作参考。对１００多个远震和区域事件进行了分析。它们是从各种不距离、方位角和     

用三分量台站和台阵资料估计方位角和慢度

用NORESS台阵记录的短周期P波比较了用三分量台站和台阵估算方位角和慢度的能力。对垂直台阵的资料,方位角和慢度用宽带频率-波数(f-k)分析方法得到。对三分量资料采用偏振分析方法,应用NORESS公报中的波至时间和主频信息,资料处理是自动的。用NEIS(美国地震情报处)公报或区域台网公报的定位结果独立确定的方位角和/或慢度作参考。对100多个远震和区域事件进行了分析。它们是从各种不同距离、方位角和较大范围的信噪比(SNR)资料中挑选出来的。三分量台站估算方位角和慢度的能力很大程度上取决于资料的信噪比。大约在信噪比阈值为2以下的资料,对两个参数的估算结果分散都很大,对远震事件的慢度倾向于估计过高。并且三分量资料结果在NORESS台阵内依赖于位置而变化,用宽带f-k方法获得的台阵测量在一定信噪比水平上不受噪声的明显影响。对于具有足够信噪比的事件,两种方法都很好,但f-k方法更好一点。     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

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     

基于三分向台站波形的重复地下爆炸相关检测

在将相关检测方法应用于三分向台站记录数据时不能采用台阵数据检测时所使用的基于相关系数束慢度估计的虚假触发筛查方法来控制误检测.为此,本文根据重复事件的震中位置本身固定,各台站记录到的重复事件信号之间的到时差与相应参考事件的信号到时差基本相同的特性,根据两个以上三分向台站的相关检测触发到时差筛查相关检测虚假触发,从而解决了相关检测方法在应用于三分向台站数据时虚假触发过多的问题.利用新疆的三个三分向台站一个月的连续数据对该方法进行测试的结果表明,该方法能在接近零误检率的情况下对重复地下爆炸进行检测.     

一种新的网格搜寻多事件定位算法及方法的比较

多事件定位法联合解决了震群中地震事件震源参数(震源和发震时刻)和台站记录到的地震事件的走时校正。本文阐述了基于网格搜寻技术的新的多事件定位方法。这个算法(称为GMEL)是比较早的单事件定位算法(GSEL)的拓展并且是基于定位问题中的最大似然公式表示。通过对使用线性反演(Geiger)方法的地方使用网格搜寻和根部查找技术，使GMEL适应拾取误差的非高斯模型和高斯模型，而且可以处理像预先理想定位事件的地面真实位置水平这样的先验约束。我们描述了这个算法，并报告了我们取得的成果，即在对多事件定位时，拓展了蒙特卡罗技术来计算事件定位的置信区间，通常它被用在GSEL方法中。这个扩展将会产生置信区间，它们量化了对震相拾取和估计台站校正的不确定性两方面在定位误差上的影响，也就是校准(或模拟)误差。我们比较了GMEL法和4个其他多事件定位法：震源分解法(HDC)、双差法(DD)、累进(progressive)多事件定位法(PMEL)和联合震源确定法(JHD)，给出了检验的初步结果。这个检验应用到了1999年伊兹米特／迪斯杰地震序列的两个毗邻震群上，Engdahl和Bergman(2001)已经用震源分解法进行过分析。我们正在独立地将其他方法应用到他们使用的数据上，力图提高我们对于这些方法间存在的相似和不同以及通常多事件定位方法效果的理解。     

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。     

小江断裂带北段地壳浅层P波速度各向 异性观测的原理与数值试验

以二维情形下观测速度场为各向同性场和各向异性场的叠加为前提, 提出了一种利用走时残差估算地震波速度各向异性的方法, 即剩余慢度矢量法. 利用小江断裂带北段巧家流动地震台阵24个台站记录的3181次地震事件的P波走时残差, 采用剩余慢度矢量法计算了各观测台站周围水平方向上尺度为0.5°×0.5°, 震源深度为0—5 km的剩余慢度矢量, 由此得到了P波快波和慢波方向. 计算结果表明, 大部分观测台站周围的P波速度方向性较为一致, 快波方向为ESE向, 慢波方向为NNE向. 快波方向与小江断裂带北段应力场P轴方向较为一致, 而慢波方向与应力场T轴方向一致, 表明应力的长期作用可能是导致P波速度各向异性的重要原因.      

用三分量台站台阵测定方位角与慢度

我们比较了三分量台站测定ＮＯＲＥＳＳ台阵记录的短周期Ｐ型震相的方位角和慢度的能力。对于垂直台阵数据,可由宽频带频度－波数（ｆ－ｋ）分析得到方位角和慢度,而对于三分量数据,用偏振分析就可以了。使用从ＮＯＲＥＳＳ简报上获取的到时和优势频率,数据处理过程是自动化的。将取自ＮＥＩＳ或区域台网简报上的方位角和慢度的独立测值作为参考植。我们分析了多次地震,包括远震和近震。它们有着不同的距离和方位角,且信噪比（ＳＮＲ）的取值范围很大。三分量台站测定方位角和慢度的能力关键是依赖于ＳＮＲ。当ＳＮＲ小于阈值（约２）时,方位角与慢度的测值离散性很大,而且对于远震事件的慢度估计过高。ＮＯＲＥＳＳ台阵结果也具有场地依从性。在考虑到的ＳＮＲ值水平上,用宽频带ｆ－ｋ法获得的台阵测值受噪声的影响不大,而当ＳＮＲ充分大时,两种方法相当,ｆ－ｋ法     

双差地震定位算法：方法和在加州北海沃德断层上的应用

研究出一种在远距离范围确定高分辨率震源位置的有效方法。这种定位法同时使用普通的绝对走时和／或互相关的P波和S波的差异走时数据。将每个台站观测的事件都与台站组成台站一事件对，使地震对的观测和理论走时之差的残差(或双差)最小。反复调整震源对的矢量差，得到了最小二乘解。双差算法用于没有进行台站校正的未经模型化的速度结构而使误差最小化。因为地震目录和互相关数据同时应用在一个方程组中，多重事件内部的事件之间的距离取决于互相关数据的精度，而多重事件和不相关事件之间的相对位置取决于绝对走时的精度。统计的再抽样方法用于估算数据的精度和定位的误差。双差定位的不确定性与地震目录相比降低了一个数量级以上。这种算法已得到验证，并应用在加州北海沃德断层上的两个地震丛的定位中。它使分散的目录定位集中成水平震源条带，形成了清晰的地震活动图象，揭示了断层上存在一个狭窄的通过脆性破裂释放应力的区域。     

1991年哥斯达黎加余震序列的震源参数：横向剪切板块边界的证据

１９９１年４月２２日哥斯达黎加拉埃斯特雷拉谷地震（Ｍｓ＝７．６）是一次与中美加勒比板块下俯冲有关的背弧俯冲事件。主震后在哥斯达黎加南部架设了一个由三台便携式ＰＡＳＳＣＡＬ型地震仪组成的台网，监测余震活动２－６周。根据这些三分向长周期的波形记录资料，采用线性矩张量反演方法，获得了１５次小余震（震级在３．２到４．４之间）的震源信息。在如何获得震源参数方面我们做了几次实验，研究了定位不准和未知构造的影响     

用爆破事件测试JOPENS-MSDP中4种定位算法的稳定性

用JOPENS-MSDP地震分析软件提供的Hyposat、Hyp2000、Locsat和单纯型定位算法,分析一次网内和一次网缘爆破试验事件,将测定结果与GPS实测爆破位置进行对比。结果表明：4种方法的测定结果,水平方向误差均达到1类要求,垂直方向误差较大;使用区域走时模型时,Hyposat定位方法测定的网内和网缘事件的水平误差均小于1 km,爆破时间存在0.5 s左右的误差。155万多组随机台站组合的定位结果,进一步证实：①Hyposat最稳定,具体表现为相同台站布局下,Hyposat定位结果水平向置信度最高;在同一置信区间内,相同精度要求下,Hyposat容许的最大空隙角上限最大;②Hyp2000最不稳定,在台站布局好时可信度较高,但随着台站布局变差其结果快速变得最不可靠;③Locsat和单纯型水平向介于二者之间,垂直向明显较差;④在90%的置信区间下,4种方法的定位结果达到1类、2类和3类精度要求的最大空隙角上限不相同。     

诺伊迈尔台阵及其对南大西洋和南极洲地震研究的影响

于1997年南方的夏季，在南极洲毛德皇后地西部的德国诺伊迈尔基地附近布设了一个小孔径地震台阵。小孔径台阵是监测和定位地方或区域范围内微震的重要的地震学手段。地震台阵记录优于单台记录，可以直接计算地震信号的慢度矢量。另一个优点是通过各道聚束或叠加来提高信噪比。这个台阵由15个短周期垂直向地震计组成，布设成三个同心圆，最大孔径为2km，中心地震计是三分量宽频带地震计。这个台阵沿用了现有北半球台阵的设计，如挪威的NORESS和ARCESS台阵。同时在南非新萨纳四号基地布设了一个标准宽频带地震台站(台站代号为SNAA)。1998年初，在阿根廷贝尔格拉诺二号基地(BELO)布设了另外一个地震台站，SNAA和BELO台站拓展了诺伊迈尔地震台阵的孔径，使其达到1100km。该台阵建立以来，已检测到一些发生在毛德皇后地被动陆缘的地方地震。检测到这些事件说明了该台阵具有很好的监测能力并且有助于更好地了解该地区的地质构造演化。更有意义的是，现在可以检测到南桑威奇地区的地震事件，并且定位精度也大大提高。而此前在这个地区观测到的许多地震事件在全球目录中都不曾出现。     

上海地震台阵与台网的定位及视慢度研究

阐述了台阵的地震定位原理和视慢度在台阵与台网定位中的一些重要特性，并比较了相同位置上的上海地震台阵与台网对同一地震的定位结果。最后，对上海台队与台网导致定位误差的横向速度变化的位置和范围给出了矢量校正的结果并进行了初步讨论。     

2001年11月14日昆仑山大地震震前扰动信号的再研究

研究了2001年11月14日昆仑山M_S8.1大地震前新疆地区宽频带地震仪记录到的异常扰动事件.新疆地震台网在发生强震的前三天记录到了强烈的扰动信号.由于新疆地震台距离昆仑山大地震的震中很近,因此该震前扰动的成因备受关注,一直被认为可能是与大地震相关的慢地震事件,可能是大地震的某种前兆现象.本研究扩大了观测异常扰动事件的范围,分析了欧亚大陆187个宽频带地震仪在2001年11月的观测记录,发现这些地震仪在11月10—12日期间都记录到了时频特征类似的强扰动信号,其中最强的扰动信号出现在挪威台站KONO.调查研究发现挪威海域在11月10—12日期间出现了一次超强北极风暴,我们对扰动源位置初步定位后发现大地震前欧亚大陆各台站记录的最大扰动信号主要来源于挪威西南海岸.本文的研究结果确认昆仑山大地震前新疆台网记录到的强烈震前扰动信号不是与大地震相关的慢地震事件,而是挪威海域北极风暴激发的微地震（地脉动）.本文进一步研究表明北极风暴激发的地脉动可显著影响中国大陆的地震和重力观测.在分析中国大陆地震台网记录的强扰动信号时,北极风暴的影响不能忽视.     

四川泸州地区测震台网地震监测能力研究

为加强川南泸州区域的地震监测能力,新建15个流动测震台站,与泸州和荣昌2个固定台站形成泸州台网.根据《地震震级的规定GB 17740-2017》,计算了泸州台网的震级监测能力,并通过实际地震事件的统计分析,验证了震级监测能力计算结果的准确性和合理性.基于D值理论,计算了泸州台网在研究区域的震中定位误差和震源深度定位误差...     

青海地区S波分裂研究

本文利用国家地震台网及中国地震局“十五”期间在青海布设的30个宽频带地震台站记录到的远震波形数据,分别采用最小能量法和旋转相关法对SKS、SKKS和PKS波震相进行了偏振分析,计算了台站下方介质的各向异性分裂参数：快波的偏振方向（φ）和慢波延迟时间（δt）.本文研究结果表明,研究区多数台站下方的地震各向异性参数都表现出随方位角变化而变化的特征,可以用双层各向异性模型来解释.其中上层各向异性的快波偏振方向位于N65°E～N95°E之间,可能与中下地壳物质的流动有关;而下层各向异性的快波偏振方向位于N105°E～N135°E之间,可能为祁连块体NEE向的推移及导致的岩石圈缩短有关.此外,我们还发现,与周边的台站下方各向异性分裂参数相比,昆仑断裂附近两个台站GOM和DAW的各向异性特征急剧变化,其快波方向都与该断层近乎平行,这很可能暗示昆仑断裂已经切穿整个岩石圈;阿尔金断裂附近两个台站（LEH和HTG）无效分裂事件的方位分布与阿尔金断裂走向缺乏相关性,我们推测研究区内阿尔金断裂可能为地壳尺度的断裂.     

小孔径台阵远震信号检测的改进

对广义F检测（Selby,2008）可用于自动远震信号检测做了论述。该方法应用于为监测《全面禁止核试验条约》（CTBT）遵守情况而建立的国际监测系统（IMS）基本地震台网13个小孔径台阵10天的波形数据。结果表明广义F方法可用于小孔径台阵的信号检测,虽然相关噪声妨碍了原来的F检测在这种台阵中的有用性。通过把检测结果与《事件检查公报》（REB,由用于监测《全面禁止核试验条约》的国际数据中心IDC提供）预测的初至P型震相到时进行比较,表明广义F检测适合与国际数据中心所用的传统信号检测方法进行比较。尽管F所做检测的总数量大概是国际数据中心所做的一半,但F做了更多的候选关联检测。增加关联检测的比例能够提高公报自动构建的效率,减少分析者工作量。比传统方法更优的是F检测方法基于噪声和信号的概率理论和物理模型而解释简单,对待每个台阵同等和客观,不需要主观调整。对关联和不关联检测的慢度矢量分布的分析表明,F和国际数据中心的关联检测有相似分布,而非关联检测分布可能不同,在一些台阵国际数据中心非关联检测明显与相关噪声源关联。     

利用人工爆破检验四川芦山及邻区地震定位精度

采用MSDP地震分析软件提供的Loc3D和HYPOSAT两种定位方法对芦山科考的8次人工爆破事件进行绝对定位,将定位结果与已知爆破参数进行对比分析。结果显示:两种方法和两种速度模型都能较为准确地测定爆破事件的震中位置,震中定位精度均可优于2.5 km;根据爆破点位置、炸药当量估算震级和定位震级的对比,可验证四川盆地属于介质低衰减区,川西高原属于介质高衰减区,两个区域地震震级平均偏差为0.3;震源深度误差受最近台站震中距的影响比较大,当最近台站震中距小于10 km时,两种定位方法反演的震源深度误差均可优于3 km。     

一种自动扫描地震漏检事件方法的研究与实现

地震事件的自动处理过程中会发生遗漏.台站数量越多,地震分析员在手动扫描遗漏事件时所花费的时间就越长.本文讨论了一种自动扫描漏检事件的方法,该方法利用分析员的分析经验,结合台站分布状况和地球物理学规则,重新关联那些具有很可能来自特定震源区域而未被分析员关联的信号,以形成一个待验证的事件,供分析员审定.该方法大大减少了分析员的工作量,提高了地震公报的质量.