1. 中国吉林 130117 长春地震台;
2. 中国长春 130117 吉林省地震局
本文收到日期:2017-12-15
基金项目:吉林省地震局合同制科研课题(项目编号:2016002);中国地震局监测预测科研三结合课题(项目编号:CEA-JC/3JH-160703);吉林省地震局合同制科研课题(项目编号:2016012)
Comparative analysis of magnitude deviation before and after simulation in Jilin Digital Seismic Network
1. Changchun Seismic Station, Jilin Province 130117, China;
2. Jilin Earthquake Agency, Changchun 130117, China
0 引言
吉林测震台网2008年初投入使用,目前拥有国家测震台5个、区域测震台28个,台基多为基岩,配备宽频带数字地震计和24位数据采集器,地震数据采用2M SDH专线实时传送至吉林地震台网中心(陈聪等,2017)。日常地震分析和速报使用JOPENS—MSDP软件,采用吉林走时表及单纯型定位方法进行地震定位。
2010年7月中国地震局要求地震编目采用仿真震级,即利用软件对波形进行WA仿真处理,量取两水平分量最大振幅,可得到仿真震级。由于以往震级均量取未仿真波形最大振幅计算得到,所以仿真前后所得震级会存在差异(狄秀玲等,2004;曾献军等,2008),本文通过分析大量地震,研究仿真前后存在的震级差异,为地震速报以及新旧震级资料的连续性提供参考依据。
1 资料选取
日常地震速报范围及编目应用几乎均涉及近震,因此选取近震进行研究,测算ML震级。文中选取2013年1月—2017年4月吉林省发生的80个ML≥1.5地震事件作为研究对象,其中1.5≤ML≤2.0及ML>2.0地震各40个。
2 测定方法
震级作为地震三要素之一,对于地震活动性研究具有不可忽视的重要影响,作为抗震救灾的重要参数,更是应急救援决策的关键参考依据(赵金花等,2008)。
按照中国地震局的要求,台网编目测定地方性震级时需将宽频带数字地震记录仿真为短周期记录,量取两水平向S波的最大振幅,计算公式为
$
{M_{\rm{L}}} = \lg {A_\mu } + R\left(\Delta \right)\;\;\;\;{A_\mu } = \frac{{{A_{\rm{N}}} + {A_{\rm{E}}}}}{2}
$
|
式中,Aμ为地动位移,单位为μm;R(Δ)为量规函数;AN、AE分别为NS向和EW向S波最大振幅。两水平向最大振幅不一定同时到达,只有当振幅大于干扰水平2倍以上才予以测定(刘瑞丰等,2015)。
3 仿真前后震级偏差分析
3.1 1.5≤ML≤2.0地震
选取2013年1月—2017年4月吉林测震台网记录的40个1.5≤ML≤2.0地震进行仿真,仿真前后震级对比见表 1。由表 1可见,仿真前后震级差为0、0.1、0.2、0.3,分别计算各差值所占地震比例,见图 1。由图 1可见,震级差为0的地震占27.5%,震级差为0.1的地震占32.5%,震级差为0.2的地震占30%,震级差为0.3的地震占10%。可知震级差在0.1—0.3的地震共占72.5%,表明仿真后震级多数大于未仿真震级,震级差在0.3以内,因此地震编目需严格按照文件要求,在仿真WA短周期地震仪记录上测定地方性震级ML。在地震速报评比标准中,震级差≤±0.3不扣分,若时间允许,建议地震速报使用仿真震级(所测震级更加准确)。
表 1(Tab. 1
表 1 1.5≤ML≤2.0地震仿真前后震级对比Tab. 1 Comparison of magnitude before and after 1.5≤ML≤2.0 earthquakes simulation
序号 |
日期 |
时刻 |
φN/(°) |
λE/(°) |
仿真ML |
未仿真ML |
震级差 |
1 |
2013-03-15 |
00:38:22 |
41.86 |
127.85 |
1.5 |
1.3 |
0.2 |
2 |
2013-05-04 |
10:52:48 |
45.52 |
124.15 |
1.8 |
1.5 |
0.3 |
3 |
2013-05-05 |
12:41:48 |
43.04 |
124.63 |
1.7 |
1.5 |
0.2 |
4 |
2013-05-11 |
15:35:23 |
42.27 |
127.14 |
1.4 |
1.3 |
0.1 |
5 |
2014-02-23 |
04:44:26 |
44.88 |
123.05 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
6 |
2014-05-12 |
20:43:39 |
44.63 |
124.21 |
1.8 |
1.8 |
0 |
7 |
2014-05-29 |
12:33:46 |
43.34 |
125.71 |
1.9 |
1.9 |
0 |
8 |
2014-06-06 |
03:06:09 |
44.68 |
124.12 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
9 |
2014-06-26 |
00:21:16 |
44.67 |
124.18 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
10 |
2014-07-13 |
11:20:53 |
44.64 |
124.17 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
11 |
2014-08-25 |
02:32:51 |
44.67 |
124.16 |
1.2 |
1.0 |
0.2 |
12 |
2014-09-28 |
09:56:07 |
44.66 |
124.06 |
1.0 |
1.0 |
0 |
13 |
2014-10-06 |
12:33:31 |
44.67 |
124.12 |
1.5 |
1.2 |
0.3 |
14 |
2014-12-04 |
01:02:14 |
42.86 |
125.88 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
15 |
2015-01-16 |
02:48:12 |
44.64 |
124.12 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
16 |
2015-02-09 |
01:36:59 |
44.64 |
124.24 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
17 |
2015-02-09 |
12:50:48 |
44.63 |
124.11 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
18 |
2015-02-13 |
09:31:17 |
43.32 |
125.46 |
1.5 |
1.2 |
0.3 |
19 |
2015-02-14 |
01:53:37 |
41.22 |
126.33 |
1.4 |
1.2 |
0.2 |
20 |
2015-02-14 |
16:29:16 |
44.67 |
124.13 |
1.8 |
1.5 |
0.3 |
21 |
2015-03-18 |
08:52:17 |
44.67 |
124.14 |
2.0 |
1.9 |
0.1 |
22 |
2015-05-13 |
03:09:14 |
41.63 |
127.08 |
1.9 |
1.9 |
0 |
23 |
2015-08-02 |
02:09:05 |
44.64 |
124.10 |
1.7 |
1.7 |
0 |
24 |
2015-10-10 |
01:08:47 |
44.74 |
123.83 |
1.6 |
1.5 |
0.1 |
25 |
2015-10-19 |
03:01:09 |
41.69 |
125.86 |
1.9 |
1.9 |
0 |
26 |
2015-10-24 |
23:54:56 |
44.63 |
124.14 |
1.9 |
1.8 |
0.1 |
27 |
2015-11-06 |
17:35:47 |
42.34 |
127.11 |
1.9 |
1.7 |
0.2 |
28 |
2015-11-22 |
09:55:10 |
44.62 |
124.14 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
29 |
2016-06-16 |
23:02:48 |
43.53 |
125.16 |
1.5 |
1.5 |
0 |
30 |
2016-08-01 |
21:32:17 |
42.38 |
127.17 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
31 |
2016-08-03 |
00:25:41 |
42.37 |
127.16 |
1.7 |
1.7 |
0 |
32 |
2016-08-14 |
03:39:44 |
43.31 |
125.41 |
1.7 |
1.5 |
0.2 |
33 |
2016-08-28 |
10:36:11 |
42.23 |
127.17 |
1.8 |
1.7 |
0.1 |
34 |
2016-09-04 |
03:11:14 |
42.34 |
127.12 |
1.6 |
1.6 |
0 |
35 |
2016-09-13 |
20:30:10 |
40.87 |
125.79 |
2.0 |
1.9 |
0.1 |
36 |
2016-12-25 |
03:33:13 |
43.56 |
125.39 |
1.6 |
1.5 |
0.1 |
37 |
2017-03-06 |
07:41:20 |
43.50 |
125.76 |
1.8 |
1.6 |
0.2 |
38 |
2017-03-22 |
18:44:44 |
42.33 |
127.17 |
1.5 |
1.5 |
0 |
39 |
2017-04-23 |
19:44:06 |
42.02 |
128.07 |
1.7 |
1.6 |
0.1 |
40 |
2017-04-28 |
17:03:34 |
41.60 |
128.30 |
1.8 |
1.8 |
0 |
|
表 1 1.5≤ML≤2.0地震仿真前后震级对比
Tab.1 Comparison of magnitude before and after 1.5≤ML≤2.0 earthquakes simulation |
3.2 ML>2.0地震
选取2013年1月—2017年4月记录的40个ML>2.0地震事件进行仿真,仿真前后震级对比见表 2。由表 2可见,ML>2.0地震震级仿真前后差值为0、0.1、0.2、0.3,分别计算所占地震比例,见图 2。由图 2可见,震级差为0的地震占25%,震级差为0.1的地震占42.5%,震级差为0.2的地震占27.5%,震级差为0.3的地震占5%,可知震级差在0.1—0.3的地震占总数的75%,表明仿真后震级多数大于未仿真震级。进一步证明,仿真前后震级偏差大多在0.3以内,使用仿真震级速报地震更准确。
表 2(Tab. 2
表 2 ML>2.0地震仿真前后震级对比Tab. 2 Comparison of magnitude before and after ML > 2.0 earthquakes simulation
序号 |
日期 |
时刻 |
φN/(°) |
λE/(°) |
仿真ML |
未仿真ML |
震级差 |
1 |
2014-01-22 |
18:38:38 |
44.63 |
124.16 |
2.4 |
2.3 |
0.1 |
2 |
2014-03-23 |
19:24:37 |
44.78 |
124.65 |
2.8 |
2.8 |
0 |
3 |
2014-05-20 |
17:52:02 |
44.67 |
124.20 |
2.4 |
2.4 |
0 |
4 |
2014-05-27 |
15:49:22 |
44.70 |
124.10 |
4.4 |
4.2 |
0.2 |
5 |
2014-06-17 |
08:33:39 |
44.70 |
124.10 |
4.0 |
3.8 |
0.2 |
6 |
2014-07-05 |
10:27:04 |
42.43 |
126.15 |
2.1 |
2.0 |
0.1 |
7 |
2014-08-05 |
16:33:55 |
44.65 |
124.13 |
3.0 |
2.8 |
0.2 |
8 |
2014-09-07 |
02:46:29 |
42.17 |
127.08 |
2.9 |
2.8 |
0.1 |
9 |
2014-12-18 |
19:55:19 |
44.67 |
124.10 |
3.7 |
3.4 |
0.3 |
10 |
2014-12-22 |
10:07:40 |
41.43 |
127.28 |
2.6 |
2.4 |
0.2 |
11 |
2014-12-28 |
23:57:00 |
42.46 |
127.38 |
3.5 |
3.5 |
0 |
12 |
2015-02-18 |
04:25:59 |
44.70 |
124.10 |
3.1 |
3.0 |
0.1 |
13 |
2015-03-07 |
23:13:48 |
44.67 |
124.11 |
2.8 |
2.6 |
0.2 |
14 |
2015-07-20 |
00:19:44 |
44.70 |
124.20 |
3.8 |
3.7 |
0.1 |
15 |
2015-10-09 |
06:43:57 |
44.60 |
124.20 |
3.4 |
3.4 |
0 |
16 |
2015-10-21 |
14:05:32 |
44.66 |
124.07 |
2.7 |
2.6 |
0.1 |
17 |
2015-10-21 |
14:11:08 |
44.60 |
124.10 |
3.0 |
2.9 |
0.1 |
18 |
2015-10-24 |
21:14:36 |
44.65 |
124.14 |
2.7 |
2.5 |
0.2 |
19 |
2015-10-27 |
06:38:37 |
44.65 |
124.16 |
2.1 |
2.1 |
0 |
20 |
2015-11-02 |
04:25:43 |
44.68 |
124.07 |
2.3 |
2.2 |
0.1 |
21 |
2015-11-16 |
06:16:44 |
44.66 |
124.10 |
3.5 |
3.3 |
0.2 |
22 |
2015-12-09 |
15:03:28 |
44.63 |
124.18 |
2.4 |
2.3 |
0.1 |
23 |
2015-12-15 |
06:45:10 |
44.56 |
124.31 |
2.7 |
2.6 |
0.1 |
24 |
2015-12-21 |
09:45:52 |
45.27 |
124.69 |
2.5 |
2.5 |
0 |
25 |
2015-12-22 |
18:08:31 |
44.67 |
124.08 |
3.3 |
3.2 |
0.1 |
26 |
2016-01-05 |
19:25:13 |
44.66 |
124.13 |
2.4 |
2.3 |
0.1 |
27 |
2016-01-08 |
03:38:20 |
42.00 |
125.42 |
2.6 |
2.4 |
0.2 |
28 |
2016-02-08 |
11:06:18 |
44.65 |
124.10 |
2.3 |
2.3 |
0 |
29 |
2016-02-09 |
23:14:26 |
44.62 |
124.22 |
2.2 |
2.0 |
0.2 |
30 |
2016-02-26 |
00:03:45 |
42.63 |
126.30 |
2.7 |
2.6 |
0.1 |
31 |
2016-06-13 |
15:30:47 |
41.79 |
126.07 |
2.1 |
2.0 |
0.1 |
32 |
2016-06-16 |
16:12:14 |
43.96 |
123.70 |
2.8 |
2.8 |
0 |
33 |
2016-06-18 |
16:22:52 |
43.97 |
123.69 |
2.5 |
2.4 |
0.1 |
34 |
2016-06-29 |
03:35:16 |
44.64 |
124.14 |
3.1 |
2.8 |
0.3 |
35 |
2016-08-17 |
04:39:57 |
44.70 |
124.10 |
3.6 |
3.6 |
0 |
36 |
2016-09-12 |
14:57:02 |
41.82 |
127.90 |
2.2 |
2.1 |
0.1 |
37 |
2016-10-24 |
21:35:50 |
45.04 |
124.04 |
2.9 |
2.7 |
0.2 |
38 |
2017-01-08 |
18:04:24 |
43.12 |
124.71 |
2.4 |
2.2 |
0.2 |
39 |
2017-01-27 |
06:17:50 |
41.14 |
126.40 |
2.7 |
2.7 |
0 |
40 |
2017-03-27 |
10:21:50 |
46.30 |
123.40 |
4.0 |
3.9 |
0.1 |
|
表 2 ML>2.0地震仿真前后震级对比
Tab.2 Comparison of magnitude before and after ML > 2.0 earthquakes simulation |
4 结论
通过以上震级偏差对比分析,可得到以下结论:①仿真震级普遍大于未仿真震级,且震级差多在0.3以内;②若时间允许,地震速报和地震编目使用仿真震级更加准确;③通过对1.5≤ML≤2.0地震及ML>2.0地震仿真前后震级偏差的统计,认为在使用吉林省2010年7月以前的地震编目结果进行地震研究时,震级应适当增加0.1—0.2,结果将更为科学、可靠。