0 引言

地震台网震相报告是地震台网观测的重要产出成果，也是地震学研究领域的重要资料之一（代光辉等，2019），内容包括震相到时及地震发震时刻、震中位置、震源深度和震级等一系列地震事件相关参数，可以为地壳速度结构、震源参数等地球科学研究工作提供必不可少的数据支持（赵荣国，1993；梁珊珊，2015）。我国是多地震灾害国家，也是世界上开展地震观测较早、地震研究普及且深入的国家之一。新中国成立后，特别是1966年邢台地震后，党和国家高度关注地震监测预报工作，区域地震台网迅速发展，到1976年底，中国大陆地区29个省、自治区、直辖市均建成区域地震台网。经过多年的不懈努力，我国区域地震台网积累了大量观测数据，由于时间跨度较长，观测资料的存储方式差别较大。早期，震相数据填写在纸介质的“地震卡片”上；1975年以后，震相数据被编辑为“地震观测报告”；2000—2007年，进入模拟记录和数字记录并行阶段，纸介质的地震观测报告和电子版数据存放在各省地震局。然而，由于纸介质震相数据自然老化日趋严重，保管技术不够完善，部分纸介质出现以下问题：被水浸泡后无法分离；受潮严重，字迹模糊；纸介质发黄变脆，无法重复查阅等。因此，部分珍贵资料面临无法系统和深层挖掘利用的危险（许建生等，2008）。随着现代信息技术的发展与普及，纸介质的历史资料已经无法满足当前计算机处理的需求，急需进行数字化转换。

为了方便珍贵历史资料的使用，中国地震局地球物理研究所2014年起组织各省地震局进行区域地震台网历史震相数据的整合与录入工作，按照统一的数据格式，录入纸介质的“地震卡片”和“地震观测报告”。2017年11月，中国地震局正式启动历史地震资料抢救项目，全面开展历史地震资料整理与数字化工作，中国地震局第二监测中心将中国地震局地球物理研究所整合的区域地震台网震相报告进行重新整理及结构化存储与共享。本文主要阐述区域地震台网的发展过程、1973—2008年全国31个省区域地震台网震相报告的收集及震相报告内容，并介绍了数据资源共享服务系统，对震相报告数据进行数据库存储和快速索引下载，以便研究人员下载使用。

1 区域地震台网的发展

1966年以后，我国进入20世纪以来中国大陆地震活动的第四个活跃期，频繁发生的强震，客观上推进了我国的地震监测工作。1966年邢台地震发生后，科研人员用时约10天就建成了中国第一个遥测地震台网——北京遥测地震台网。该台网的建立不仅提高了北京及邻近地区地震活动的监测能力（M_L≥2.0），而且为区域地震台网的建设提供了宝贵经验（阴朝民，2001）。1975年海城地震以后，我国进行了较大规模的地震台网建设，相继建成华北、西南、西北、东北、华东、华南等主要地震区的6个区域地震台网。到1976年底，中国大陆地区29个省、自治区、直辖市均建立区域地震台网，全国区域地震台站达260多个。1985年以后，又在一些地震频繁发生的大中城市及人口稠密地区建立17个遥测地震台网，全国大部分地区的测震能力达M_L 4.0以上，一些重点地区的地震监测能力达M_L 2.0—3.0（焦远碧等，1990）。

自1996年开始，中国地震局进行“中国数字地震监测系统”建设（刘瑞丰等，2008），地震监测由模拟观测记录向数字观测记录转变。到2000年底，建立了北京、上海、辽宁、昆明、成都、兰州等20个区域遥测数字地震台网（阴朝民，2001），可以快速测定网内M_L≥2.5地震、国内M_S≥6.0地震及国外M_S≥7.0地震的参数，且能够监测网内M_L≥1.5地震，并在各省地震局组织下编辑台网观测报告（刘瑞丰等，2003）。2003年起，中国地震局开展“中国数字地震观测网络”建设，2007年底项目完成后，建成由685个台站组成的31个区域数字地震台网，基本覆盖我国地震活动频繁、经济发达及人口密集地区。至此，我国区域地震监测由模拟观测记录完全转化为数字观测记录（刘瑞丰等，2008）。

2 历史震相数据整合 2.1 数据整理与录入

震相是指具有不同振动性质（如纵波和横波）和不同传播路径（如直达波和反射波）的地震波在地震图上的特定标志。因此，震相是地震图上具有特定意义的波动记录。

震相数据是从地震记录图读取的数据，主要包含：使用的仪器、震相及其到时、震中距、地动位移及相应的周期、测定的震级值等。区域地震台网的震相数据由本台网各台站记录且能够确认的震相名称、震相到时、初动方向及清晰度、震级值等多组数据组成，以地方震和近震的震相为主，兼顾记录清晰的国内M_S≥5.0地震的初至震相及其到时和初动符号，主要震相为Pn、Sn、Pg、Sg、P、S、Lg1、Lg2等。

区域地震台网震相报告数据主要由地震事件震相数据和台站技术参数组成。调查发现，各省建立区域地震台网并投入使用的时间不同，产出的震相报告起始时间存在差异，且在各省发生的地震数量差异明显，构成各省区域地震台网的台站数量也相差较大，具体震相报告统计信息见表 1。收集整理全国31个省级区域地震台网1973—2008年记录的234 739次地震，涉及台站1 594个。

地震事件震相数据由地震事件基础信息和震相到时数据构成。其中：地震事件基础信息包括地震发震时刻、震中位置和地震震级；震相到时数据包括记录台站代号、记录事件类型、记录通道代码、初动清晰度及方向、震相名称、震相到时、震级名称、震级值、振幅类型、振幅名称、振幅值、周期、震中距、S-P值等。图 1给出所收集震相报告中记录的地震分布，由图可见，我国地震分布广泛，但主要分布在青藏高原及周边地区、新疆地区、华北地区以及台湾地区，而华东、华南、东北等地区发生的地震相对较少。青藏高原东部地区的宁夏、甘肃、青海、四川和云南构成了贯穿中国大陆的南北地震带，是中国大陆地震活动的活跃区域；新疆地区的地震主要受天山断裂带和昆仑山断裂带控制，集中分布于2条明显的带状区域；华北地区的地震活动频次仅次于南北地震带，且华北是我国人口稠密、大城市集中地区，地震灾害威胁严重；台湾地区则是我国地震活动频繁地区，且强震不断。中国大陆地处欧亚板块的东南部，被印度板块、太平洋板块和菲律宾板块所挟持，中国台湾地区则是欧亚板块与菲律宾板块的边界，板块之间的相对运动和板内的动力作用控制了中国地震的空间分布格局（邓启东，2003；张培震，2013）。

台站技术参数记录了台站的基础信息，是震相报告中不可缺少的基础数据，包括台网代号、台站代码、台站名称、台站纬度、台站经度、台站海拔、台基岩性、仪器型号、数采型号、灵敏度、标定日期、台站运行日期、备注信息等。由于时间跨度较大，因部分台站变迁、重建或台站代码重新编排，收集的台站技术参数存在不唯一现象，对1 594条台站技术参数进行了重新整理。台站分布见图 2。

2.2 震级的测定与统计

区域台网震相报告中记录的地震以近震为主，并给出震级值、振幅以及周期值。由于单台测定震级可能存在较大误差，报告中采用多台测定取平均值的方式，以保证计算震级的稳定性，减少震级的不确定性。测定的震级类型为地方性震级M_L和面波震级M_S。

地方性震级M_L由里克特于1935年提出，根据伍德—安德森地震仪记录的S波（或Lg波）最大振幅测定。我国地震台网测定地方性震级时使用DD-1短周期记录，利用S波（或Lg波）的最大振幅测定，计算公式为

$ {M_{\rm{L}}} = \lg {A_{\rm{ \mathsf{ μ} }}} + R\left(\mathit{\Delta } \right) $

(1)

式中，A_μ = (A_μ+ A_μ)/2，以微米（μm）为单位；A_N、A_E分别为南北向和东西向S（Lg）波最大振幅；R(Δ)为量规函数（表 2），对测算震级至关重要，其物理意义是补偿地震波随距离的衰减。

地方性震级M_L可用来测定小地震的大小，但是当震中距超过1 000 km或者震级较大时，地方性震级M_L不再适用（刘瑞丰等，2015），则需要测定面波震级M_S。我国M_S震级的测定采用以北京地震台为基准的面波震级公式（郭履灿等，1981），计算公式如下

$ \begin{array}{l} {M_{\rm{S}}} = \lg {\left({\frac{A}{T}} \right)_{\max }} + 1.66\lg \mathit{\Delta} + 3.5\\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{1^ \circ } < \mathit{\Delta} < {130^ \circ } \end{array}$

(2)

式中，A是两水平分向面波地动位移的矢量和，以微米（μm）为单位；T是相应的周期，以秒（s）为单位；Δ为震中距离，以度（°）为单位。

在收集的区域地震台网观测报告中，0.1级以上地震234 597次，震级—频度分布见图 3。由图 3可见，观测报告中记录的地震以4级以下的中小地震为主，以1—3级地震居多。在区域地震台网建设初期，台站数量较少，分布稀疏，密度较小，台网监测能力不足，记录的1级以下地震相对较少。

3 数据共享服务

为实现区域地震台网震相报告资料数据共享，依托中国模拟地震资料抢救项目信息平台（Chai et al，2020），设计区域地震台网震相报告资料共享服务系统，提供震相报告数据的统计、查询索引、下载等服务功能。

共享服务系统以B/S架构呈现，功能结构见图 4。该系统在结构上分为前端平台和后端管理，其中：前端平台为区域地震台网震相报告查询下载平台，主要有震相报告数据总体展示、地震震相报告查询索引及下载等功能，用户在获取权限后，可通过浏览器访问系统前端平台，查询下载存储于分布式数据库中的震相报告资料；后台管理包括用户管理及内容管理，系统维护者可使用用户管理模块查看并赋予用户相应权限，并利用内容管理模块整理修改震相报告内容，从而实现整个系统的维护工作，保障系统正常运行。

震相数据可通过起止时间、震级、台网、经纬度范围等关键词进行索引。用户根据需要，输入关键词查询并下载相应震相报告数据。设定发震时刻为1990年1月1日—1995年12月31日、震级0—8、震中范围（100°—105°E，30°—40°N），则可得相应地震索引结果，见图 5，点击操作栏的“下载”，下载单一地震震相报告，也可采用批量下载方式下载所有索引结果。

下载的震相报告分为2部分：①地震事件的主要信息，包括发震日期、发震时刻、纬度、经度、震级和台网代码；②震相信息，包括记录台站代码、P波到时、S波到时、震中距等详细信息，震相报告结构见表 3。表 4和表 5分别描述了地震事件信息和震相数据信息中每一项信息的数据内容、类型和所占列宽。例如：“A1”表示数据宽度为1列的字符型信息；“F6.3”表示数据宽度为6列、小数点后保留3位的浮点型数据；其他格式与之类似。

区域地震台网震相下载报告见图 6，图中头段部分为各个字段数据信息的说明，其余部分为震相报告的正式内容，具体格式见表 4、表 5。

目前，该系统已被部署在中国模拟地震资料抢救项目信息平台（中国地震局第二监测中心）网站http://10.7.207.86:8089，用户可向该机构申请VPN账号，登录系统查询并下载震相报告。

4 结束语

震相数据是研究地球内部构造的基础资料。利用震相数据可以测定发震时刻、震中位置和震源深度等地震基本参数。文中收集1973—2008年全国31个省份区域地震台网震相报告，重新整理并以计算机通用格式进行数字化，建立数据资源共享服务系统，为科研人员提供历史震相数据的共享服务。

目前，国内一些大学、科研院所利用我们提供的历史震相数据，开展川滇地区地壳与上地幔速度结构、火山地热异常区的深部精细结构、全国分区地震走时表研制及西南地区地震定位、全国分区地方性震级量规函数测定等研究，已取得一些重要成果（王丽艳等，2016；刘瑞丰等，2019）。

区域地震台网震相数据是地震台网观测产出的重要成果，也是科研工作必不可少的重要资料。随着模拟地震资料抢救工作的不断推进，将进一步收集整理尚未数字化的历史地震震相报告，为地震科研工作提供可靠数据。

31个省级地震台网中心的研究人员整理了地震观测资料，在此表示衷心的感谢。