0 引言

震级是表征地震强弱的量度，是地震基本参数之一。1945年Gutenberg提出面波震级标度，采用震中距15°—30°浅源地震的20 s周期面波确定地震震级M_S。随着时间的推移，震级在世界各国得到广泛应用，国际地震机构根据自身研究成果和观测数据，建立适合不同区域的经验公式。震级计算方法不断改进，但在演变过程中，各国差别较大，同一地震各国测定的震级通常不一致，影响数据交流及使用。震级标度统一问题引起各国地震学家的高度重视(刘瑞丰等，2007)。新修订的震级国家标准《地震震级的规定》(GB17740—2017)于2016年1月通过全国标准化技术委员会组织的审查，2017年正式实施(中国国家标准化管理委员会，2015)。

内蒙古测震台网地震速报一直使用地震的M_L震级，不量取宽频带面波M_S(BB)震级，只是将M_L震级转换为统一标准的M震级(郝美仙等，2016)。为了执行新的《地震震级的规定》(GB17740—2017)，并进行地震震级的无缝衔接，本次研究对以前速报的地震宽频带面波M_S(BB)震级进行量取、计算，给出内蒙古测震台网使用M_S(BB)震级速报地震的实践的真实效果。通过比较分析，给出新修订的震级国家标准在内蒙古地震速报中的前期实施效果，为标准的推广提供参考。

1 资料选取

内蒙古测震台网由11个国家数字地震台、39个区域数字地震台、60个邻省区共享台组成，台站分布见图 1，测震台网中心使用“十五”区域测震软件JOPENS-MSDP进行地震速报(王鑫等，2015)。使用华南走时表(郑培玲等，2014)，采用单纯型定位方法进行地震定位。

在新的《地震震级的规定》(GB17740—2017)中，量取宽频带面波M_S(BB)震级时，对地震波形周期和震中距有明确要求。据此，选取内蒙古测震台网中心2009—2015年速报的46个4.1级及以上地震，以保证量取每个地震的标准宽频带面波M_S(BB)震级。以中国地震台网中心(以下简称中国台网)给出的正式编目震级，即M震级(面波M_S震级)和M_S7震级作为对比参照标准。按照《地震震级的规定》(GB17740—2017)中关于宽频带面波震级M_S(BB)的量取要求，即3 s＜T＜60 s，2°≤Δ≤160°，h≤ 60 km，进行地震数据收集整理，所得地震空间分布见图 1。

2 M_S(BB)测定

大震速报是重要的基础工作之一，与震情分析、地震预报和抗震救灾有着直接关系。在地震速报定位结果的发震时刻、震中位置、震级3个参数中，震级具有重要意义。大震发生后，人们对速报的发震时刻、地点的精度要求不高，即使发震时间有几秒误差，地点有几十千米误差，也不会引起人们很大的反响，但震级相差半级左右往往就会引起公众关注(孟玉梅等，1987)。中国地震台网日常资料分析处理常用震级有3种，即地方性震级M_L、面波震级M_S和M_S7、体波震级m_B和m_b。考虑到不同震级测量方法不同，使用的观测仪器也不同，因此地震台网在震级测定中，不同的震级之间一律不进行换算(刘瑞丰等，2006)。内蒙古测震台网(以下简称内蒙古台网)承担责任区大震速报任务，震级是重要的速报参数之一，震级测算准确与否，直接关系到震后趋势判断、余震预报研究、抗震救灾等工作的开展。测定浅源地震(h≤60 km)的面波震级M_S(BB)，在垂直向速度型宽频带记录上直接量取面波质点运动速度的最大振幅，即

${M_{{\rm{S}}\left( {{\rm{BB}}} \right)}} = \lg \left( {\frac{{{\nu _{\max }}}}{{2{\rm{ \mathit{ π} }}}}} \right) + 1.66\lg \mathit{\Delta } + 3.3\quad \left( {3\;{\rm{s ＜ }}T{\rm{ ＜ 60}}\;{\rm{s,}}\;{\rm{2° ＜ }}\mathit{\Delta }{\rm{ ＜ }}160{\rm{°}}} \right)$

式中，v_max为垂直向面波质点运动速度最大值，单位μm/s；T为v_max对应的面波周期，单位s；Δ为震中距，单位(°)。

对选取的内蒙古测震台网中心2009—2015年速报的46个4.1级及以上地震，量取每个参与定位台站记录波形的垂直向振幅进行震级计算，所量取时段的单台垂直向波形必须符合周期要求(3 s＜T ＜60 s)，满足台站到震中的距离要求(2°＜Δ＜160°)，将参与定位的各台站单台震级的算术平均值作为每次地震事件的M_S(BB)震级。

3 震级偏差对比

对于所选的46个地震事件，在中国地震台网中心网页编目结果中只查到42个对应的M_S7震级，故图 2给出42个地震事件的M_S(BB)震级及对应的M_S7震级差值对比。由42个地震事件的M_S7震级与M_S(BB)震级差值分布(图 2)，可以发现，震级差在0.4—0.5区间分布14个地震，占42个地震事件的1/3，所以每个地震M_S(BB)与M_S7震级偏差值大于0.3的事件占30%，偏差值≤0.3的事件占70%。图 3为46个地震事件M_S(BB)震级与M震级的差值对比。由图 3可见，震级差在0.4—0.5区间共分布27个地震，占46个地震事件的一半以上，所以M_S(BB)与M震级偏差值在0.3以上的地震占59%，偏差值在≤0.3的事件占41%。由以上分析结果及地震速报中对震级的要求及规定，根据《省级测震台网地震速报评比标准》(2010版)(中国地震局测震学科技术管理组，2010)，震级误差允许范围为±0.3。

将统计的46个地震的M_S(BB)、M、M_S7震级进行分档对比，见图 4(原图为彩图)。综合分析可知：①由图 2知，M_{S (BB)}与M_S7震级偏差值在≤0.3的事件占70%；②由图 3知，每个地震M与M_S(BB)震级偏差值≤0.3的事件占41%；③由图 2、图 3对比可知，M_S(BB)与M_S7震级一致性好；④虽然地震事件样本数有限，但从图 4可以看出，震级档4.0以下，每个地震的M_S(BB)震级(红色小点)与其他2种震级相比波动幅度较大，而震级档在4.0级以上时，每个地震的宽频带面波M_S(BB)震级(即红色小点)与其他2种震级的偏差值明显缩小，呈趋近趋势。综上可知，在本研究中，地震4.0级以上时，可用宽频带面波震级M_{S (BB)}代替其他2种震级进行地震速报。

4 结论

通过对内蒙古测震台网2009—2015年46个地震进行M_S(BB)、M、M_S7震级对比，可以得出以下结论。

(1) 对于内蒙古测震台网地震速报，M_S(BB)震级与中国地震台网中心利用地震波形垂直向资料量取的M_S7震级一致性较好。当地震震级M_S(BB) >4.0时，可代替中国地震台网中心发布的M震级及M_S7震级，用于内蒙古地震速报。

(2) 根据3 s＜T ＜60 s的要求，量取地震实时垂直向波形宽频带面波震级振幅。地震波形周期在仿真条件下识别效果更好，但仿真延长地震速报时间，与地震速报必须又准又快的要求相矛盾，如何兼顾，有待进一步研究。

(3) 所选地震序列中有2个地震的M、M_S(BB)震级偏差达1，主要原因是：二者使用的量规函数不同；测定震级使用的资料不同，测定M_S(BB)震级使用垂直向面波数据，测定M需使用水平向面波数据。