1 研究背景

北京及邻区（39°—41.5°N，115°—118°E）地震活动背景活跃，政治、经济、文化高度集中，是我国经济社会发展以及减轻地震灾害的重点监视区之一（徐锡伟等，2002；陈颙等，2006）。随着北京及邻区地震台网组成的不断完善和台站变更频度的加快，亟待及时动态评估地震监测能力变化，为北京及邻区日常监测预报业务提供数据支撑。国内外应用广泛的“基于概率的完整性震级”（probability-based magnitude of completeness，简称PMC）方法（Schorlemmer and Woessner, 2008；Schorlemmer et al，2010），基于地震台阵/地震台网实际产出的观测资料，可实时、客观、准确地评估地震台网监测能力。采用PMC方法，对北京及邻区地震监测能力进行动态评估，以便摸清该区监测能力，进而为防震减灾部署、监测预报相关业务开展等提供重要的参考资料。

2 研究内容及方法

（1）研究内容。系统整理北京及邻区地震台站信息（国家和区域等地震台的坐标点位、设备类型以及台址变迁、维修升级、点位移动等）和观测数据（用于地震速报和地震编目），利用PMC方法，对北京及邻区台站地震检测效能、台网实际地震监测效能进行评估，同时计算2010—2020年每年地震监测能力，分析监测能力动态变化。通过对北京及邻区地震监测能力的系统分析，可为该区提供准确的震级下限、精细的监测能力分布，进而服务于日常监测预报业务，并对台网优化布局进行针对性指导。

（2）研究方法。PMC方法主要有2个计算步骤。

第一步：利用台站周边已被检测到的地震事件数目N₊和未被检测到的地震事件数目N_-，在震级M和震源距离L构成的二维空间中计算单台检测概率P_D(M, L)（Schorlemmer and Woessner, 2008），公式如下

$P_{\mathrm{D}}(M, L)=\frac{N_{+}}{N_{+}+N_{-}} $

(1)

第二步：利用各单台检测概率P_D(M, L)，计算在空间位置x处的地震同时被i个台站检测到的概率P_Eⁱ。定义地震台网的检测概率P_E(M, x, t)为被台网中至少4个台站检测到该地震的联合概率，公式如下

$ P_{\mathrm{E}}(M, x, t)=1-\sum _{i=0}^{3} P_{\mathrm{E}}^{i} $

(2)

所有震级档M在位置x、时刻t的最小完整性震级M_P为

$ M_{\mathrm{P}}(x, t)= \mathop {\min M}\limits_{M \in {\rm{M}}} \mid P_{\mathrm{E}}(M, x, t)=1-Q $

(3)

式中，Q为地震被漏记的阈值水平，此处设定为0.000 1。

3 研究结果

选取北京及邻区2010年—2020年7月地震事件统一正式观测报告，采用PMC方法，对该区地震监测能力进行系统评估，得到以下结果。

（1）基于北京及周边地区地震台站地震记录，分析北京市地震监测台网2010年—2020年7月监测能力，得到该区最小完整性震级分布及地震监测能力分布。结果显示，北京地区西南部地震监测能力最佳，最小完整性震级为M_L 0.4，北京行政区划边界地区最小完整性震级为M_L 0.9。

（2）地震监测能力变化。基于PMC方法及台站信息变更资料（2020年台站数量较2010年有所减少），对北京及周边地区2010—2020年地震监测能力逐年变化进行分析，结果显示，在研究时段，北京及邻区监测能力较优地区由中部向西南部逐年偏移；受地震台网归属地变化改革及部分台站暂时停测的影响，2017年研究区域内地震监测能力相比2016年有所降低。

4 结语

在对北京及邻区地震台站资料、观测报告的系统整理基础上，基于PMC方法，得到该区2010年以来地震监测能力及台站监测效能评估结果。基于该研究成果，可以充分认识北京及邻区地震数据资料成果产出，进而服务于北京及邻区地震监测预报、地震应急快速反应及相关科学研究。