0 引言

库尔勒国家数字地震台位于库尔勒市西北约36 km的山脚下，三面环山。观测山洞位于天山南麓、塔里木盆地北缘，洞体径深约30 m，台基为石灰质基岩。台站附近断裂较多，地质构造复杂，中强地震主要沿天山地震带分布在NW方向，台站周围200 km范围内历史地震频度较高，从1900年该区有历史地震记录以来，共发生5级以上地震48次，其中最大地震为1949年轮台西7.2级地震。该地震台地理位置重要，是国家数字地震台网的主要构成之一。

库尔勒地震台测震仪器选用JCZ-1T型超宽频带地震计，2007年12月架设，频带范围50 Hz—360 s，使用EDAS-24IP采集器进行数据采集，扩频微波通讯，采用港震版EDAS-IAS软件进行数据处理。目前观测仪器工作状态良好，每年脉冲标定和正弦标定均符合仪器工作要求，观测资料保存完整，资料真实可靠。

2000年以后，世界上许多国家的地震台站基本完成由模拟记录向数字记录的转换，全球地震观测进入数字时代。由于数字地震仪具有频带宽、动态范围大等特点，在推动地学研究方面发挥了重要作用。数字化地震台网投入观测以来，在震相识别、震级计算等方面又出现一些新的问题需要解决，特别是震级计算问题引起各个国家的普遍关注（刘瑞丰等，2011）。

震级是表征地震强弱的量度，是诸多研究中需要参考的重要参数。提供统一、准确的震级标度，无论从地震预测科学还是社会应对策略角度等都是一件意义重大的基础性工作。震级随着各地震台站位置、岩基、地质构造等的不同，往往造成震级偏差各异（张淑珍，2006；林仙坎，2006；刘学华，2011；田文德等，2012）。为了提高单台近震震级测定的准确性，本文将库尔勒地震台记录的近震震级，与新疆维吾尔自治区地震台网标准震级偏差进行对比分析与校正。

1 单台数据处理公式

2008年6月以来，库尔勒地震台使用北京港震机电有限公司开发的EDAS-IAS人机交互分析程序处理地震事件。数字观测系统近震震级公式（中国地震局监测预报司，2003）为

$ {M_{\rm{L}}} = {\rm{ log}}\left(A \right){\rm{ }} + R\left(\mathit{\Delta} \right) + C $

(1)

式中，A为两水平分向最大地动位移的算数平均值；R(∆)为量规函数，其物理意义是补偿地震波随距离的衰减；C为台基校正值，目前数值为0。

震级偏差及震级平均偏差公式为

$ \Delta {M_i} = {M_{i{\rm{网}}}} - {M_{i{\rm{台}}}} $

(2)

$ {\rm{d}}{M_{\rm{L}}} = \frac{1}{n}\sum\nolimits_{i = 1}^n {\Delta {M_i}} $

(3)

式中，∆M_i为震级偏差；M_i网为新疆标准目录震级；M_i台为台站实测震级；dM_L为震级平均偏差。

标准偏差为

$ {\delta _i} = {\left[ {\frac{{\sum\nolimits_{i = 1}^n {{{\left({{\rm{d}}{M_{\rm{L}}} - \Delta {M_i}} \right)}^2}} }}{{n - 1}}} \right]^{\frac{1}{2}}} $

(4)

为得到单台震级偏差值随震中距的变化规律，在0—1 000 km范围内，按100 km间隔求平均偏差值，则

$ {\overline {\Delta M} _k} = \frac{1}{N}\sum\nolimits_{j = 1}^N {\Delta {M_j}} $

(5)

式中，k为间隔序数，N为间隔范围内震级偏差样本数。

2 偏差计算

选取库尔勒地震台2013年1月至2014年12月数字地震观测资料，抽取1 403个符合条件的地震条目进行分析处理，所选地震事件与台站分布见图 1。

利用公式（3）、（4），计算库尔勒地震台所选1 403个近震震级平均偏差及标准偏差。库尔勒地震台记录的近震震级平均偏差为0.017 32，与实际计算震级不够吻合，标准偏差为±0.315 81，说明震级偏差离散程度较大。表 1为库尔勒地震台近震震级偏差与频次统计结果，从表 1可以看出，库尔勒台所记录的地震事件近震震级偏差属于正态分布，但震级偏差为0的频度不是最大，即所选地震优势分布在∆M = -0.1位置，分布曲线形态不以∆M = 0为对称轴。

3 偏差分析 3.1 震级偏差与震级大小关系

对计算的1 403个地震震级偏差与对应震级范围的地震频次进行统计，见表 2。由表 2可见，库尔勒地震台近震震级偏差与震级大小之间关系不明显，除1次7级以上地震外，其余震级偏差均在0.2— -0.2，接近新疆维吾尔自治区地震局台网地震目录震级。

3.2 震级偏差与震中距关系

统计1 403个地震震级偏差与对应震中距范围的地震频次，结果见表 3。从表 3可以看出，当震中距Δ≤100 km时，震级平均偏差为0.447 5，说明库尔勒地震台计算的近震震级与新疆测震台网地震目录平均震级偏差较大；当震中距在101—200 km范围内时，震级平均偏差为0.193 7，台站实际震级偏小0.197 3，震级偏差相对较大；当震中距在201—900 km时，震级平均偏差在-0.1左右，接近新疆测震台网平均震级；当震中距大于900 km时，震级平均偏差为0.203 7，比新疆地震目录震级偏小。

3.3 震级偏差与方位角关系

由图 1可知，库尔勒地震台记录的0—130°的近震大多分布在阿尔金地震带；在131°—175°记录的近震主要分布在南天山西段、柯坪块体、西昆仑及交汇区；在176°—360°记录的地震分布在天山地震带。统计1 403个地震震级偏差与对应方位角范围的地震频次，结果见表 4。由表 4可见，库尔勒地震台记录的近震事件震级偏差与地震方位关系不明显。

4 结论

影响震级偏差的原因较多，如：量规函数、台基校正值、仪器特性、地震波辐射等。本文通过对库尔勒台近震震级进行统计分析，可以得出以下结果：①震级偏差与震级大小关系。从统计结果看，近震震级逐渐增大，震级偏差随之增大；②震级偏差与震中距的关系。当震中距Δ ≤ 100 km时，震级偏差达0.447 5，库尔勒地震台实测震级偏小，与新疆地震目录震级偏差较大，说明该地震台计算近震震级所需量规函数存在偏差；当100 km < Δ ≤ 200 km时，震级偏差为0.193 7；当震中距Δ > 900 km时，震级偏差为0.203 7，震级实测值均偏小；当200 km < Δ≤900 km时，震级平均偏差相对于新疆地震目录震级差值较小；③当200 km < Δ ≤ 800 km时，库尔勒台所测近震震级比新疆地震台网地震目录震级偏大，平均偏差在0.07，接近新疆地震台网地震目录震级。而库尔勒台计算的震级偏小时，震级偏差相对较大，影响台网平均震级（800 km < Δ ≤ 900 km除外）。