0 引言

国际地震中心International Seismological Centre（ISC）于1964年成立，其前身是International Seismological Summary（ISS）。从ISS成立到发展至ISC，已有百余年历史。ISC的主要任务是汇集全球各国和地区的地震观测资料，按照统一的方法技术和流程进行参数测定和分析处理，定期出版最为完整的全球地震观测报告和地震目录。ISC的观测报告和目录是地震活动性分析、速度结构、灾害风险评估等诸多研究领域中重要的基础数据（Willemann et al，2001；http://www.isc.ac.uk）。

随着地震监测的发展，ISC不断改进其数据处理方法和技术，在不同时期有不同特点。2011年，ISC发表了新的定位方法和技术——ISCloc，应用于常规数据处理工作并沿用至今（Bondár et al，2011）。本文从资料收集、数据关联、定位方法和技术、数据分析与出版4个方面阐述ISC观测报告的日常产出。

1 资料收集

每年全球100多个机构的观测数据汇集至ISC，这些数据包括各种事件（含天然地震与非天然地震）的观测报告、目录以及各种地震波的到时数据、振幅数据等。以2021年（最近年）为例，150余个机构的数据发送至ISC，各机构分布见图 1，图中黑色点所示的是其数据直接发往ISC的机构，灰色点所示的是其数据通过其他中心间接发往ISC的机构。截至2021年底，在ISC注册的台站和台阵（含在运行、未运行及已关闭的）已达29 410个，台站分布见图 2，图中红色三角所示602个台站，是2021年中新注册的台站或其参数经重新确认的台站。

2 数据关联

数据关联是对各个地震台站的观测数据与所属事件进行相关性分析，其中：①对各国报送的地震观测报告，在ISC做数据分析之前，已知其中的到时数据等属于哪些事件，这部分关联称为已知性关联；②对于离散数据，ISC做数据分析之前，不知其属于哪些事件，这部分关联称为未知性关联。

在ISC，无论上述哪种关联，其准确率达90%以上时才可进行后续的地震定位等工作。

2.1 以地震报告为基础的数据关联（已知性关联）

全球各地观测数据定期发往ISC。常规情况之一是，多个机构或国家的地震观测报告中各自产出同一个地震的数据，此时数据关联以地震报告为基础，将同一地震的所有数据自动组合起来成为一个地震。因为关联之前某些台站数据分别被多个机构使用，这便使得关联之后这些台站的数据在一个地震中出现2次（含）以上，它们将按照各自的权重比例参与之后的定位等反演计算。

2.2 离散数据关联（未知性关联）

对离散数据的关联，首先要确定初始震源参数，有2种方法：①以地震观测报告中的定位结果等为初始震源参数；②若据方法①进行关联失败，即无可用震中等做参考，便采用到时相近的部分数据，以Engdahl等（1966）搜索震中的方法，用搜索到的临时震中等做初始参数，这部分关联成功的数据在ISC占比小且属于后期的分析工作。2种方法均未关联到的数据，将作为最终离散数据保存在相应数据库中。

初始震源参数确定后，便可进行属于某事件的所有数据的关联。ISC对于全球地震台网的关联问题，考虑以下内容：初至波到时、S-P到时差（S波到时减去P波到时）、震级测定和某台站记录到某地震的可能性。此4方面可用以下公式表示

$ \mu=\delta t_{\mathrm{P}}+\delta t_{\mathrm{S}-\mathrm{P}} / v_{\mathrm{S}-\mathrm{P}}+\delta_m / v_m+\left(l^{-1}-1\right) / v_l $

(1)

式中，μ为某台站相对于某地震的偏离值，即某台站是否属于某地震的定量表示；δt_P为初至波到时残差，即初至波的观测到时和理论到时之差；δt_S-_P为S-P到时差的残差，即S-P观测值和理论值之差；δ_m为震级测定值的误差；l为某台站记录到某地震的可能因素值；v_S-_P、v_m和v_l均为常数。在计算过程中，对μ预设其阈值μ_max，计算各台站相对于某地震的μ值，当μ＜μ_max时，该台站所有数据即关联到该地震中。

3 定位方法和技术

多年来，ISC的定位方法沿用Geiger法。2011年，ISC发表了改进后的定位方法和技术the New ISC Locator——ISCloc，并将其应用于地震报告的产出工作（Bondár et al，2011；http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/iscloc/）。同期，ISC开展了重大项目“重新修定ISC的观测报告（1964—2010）”（李保昆，2017），以ISCloc为核心方法，实现了50余年来ISC全部观测报告的连贯性、系统性和一致性。

ISCloc有4大特点：①使用所有可基于AK135走时模型预测的震相数据；②可通过领域算法（NA）得到合适的初始点；③在线性迭代最小二乘法时考虑了走时误差的互相关性；④测定自由深度值前需满足一定条件，否则采用默认深度值或固定深度值。

Geiger法定位，对初始点的依赖较敏感。ISC选择初始点m₀时，一般采用某个机构的震源参数值或某些机构的平均结果作为初始点。如因台站分布稀疏、无近震台站记录等原因无合适初始点时，便采用NA算法搜索可用初始点，对需计算的地震，求取所有报出该地震的机构所测震源参数值的中值，以这些中值为中心进行搜索，搜索范围如下：以震中的中值为中心，搜索半径是2°；以发震时间的中值为中心，搜索范围是10 s；以震源深度的中值为参考点，搜索范围是150 km或者固定某个深度值。

用改进的Geiger法求解如下方程组（Bondár et al，2009）

$ {\mathit{\boldsymbol{G}}_\mathit{\boldsymbol{W}}}\mathit{\boldsymbol{m = WGm = Wd = }}{\mathit{\boldsymbol{d}}_\mathit{\boldsymbol{W}}} $

(2)

式中，G为N×M阶的包含N个观测数据对M个变量的偏导数的矩阵，m为M×1阶的震源参数的修正量[ΔT，Δx，Δy，Δz]^T，d为N×1阶的走时残差，W为N×N阶的投影矩阵或加权矩阵。

采用奇异值分解（SVD）求解方程组（2），有

$ \boldsymbol{G}_W^{-1}=\boldsymbol{V}_W \mathit{\pmb{\Lambda}}_W^{-1} \boldsymbol{U}_W^{\mathrm{T}} $

(3)

每次迭代中，m的改正量是

$ \boldsymbol{m}_{\mathrm{est}}=\boldsymbol{G}_W^{-1} \boldsymbol{d}_W $

(4)

经j次迭代，当满足精度要求时，m矢量为

$ \boldsymbol{m}_{j+1}=\boldsymbol{m}_j+\boldsymbol{m}_{\mathrm{est}} $

(5)

一旦得到收敛的解，定位结果的不确定性即解的评价由下式求得

$ \boldsymbol{C}_M=\boldsymbol{G}^{-1} \boldsymbol{C}_D \boldsymbol{G}^{-1^{\mathrm{T}}}=\boldsymbol{V}_W \mathit{\pmb{\Lambda}}_W^{-2} \boldsymbol{V}_W^{\mathrm{T}} $

(6)

由式（6）求得一4D椭球体，其投影为误差椭圆、震源深度误差和发震时刻误差。

定位模型采用AK135走时模型（Kennett et al，1995），其与J-B走时模型的显著差别体现在上地幔和地核部分。

4 数据分析与出版

2008年后，ISC每年汇集300 000—500 000以上的地震事件，其中约20%（有时低于20%）的地震需经过地震学家的分析和审核，出版的观测报告中包含全球4 000—6 000余个台站（阵）的数据。如图 3所示，其中黑色柱表示未经ISC人工分析的地震数目，红色柱表示经ISC人工分析的地震数目。

在ISC，对符合下列原则之一的地震需进行人工分析：①震级M ＞3.5；②至少2个以上机构报出同一地震；③有远震记录的地震。

数据分析的主要内容如下：①将每月要分析的地震从主数据库中调出，进行数据关联、地震定位、震级测定等初步计算并打印；②对上述地震进行全面分析：事件目录之间的相关性、目录与震相数据之间的相关性、震相识别是否正确、地震波到时数据的残差是否符合要求、震级测定是否正确等；③对于经分析需做修改的地震进行修改；④重新计算经修改的地震，重复步骤②和③的分析，直至全月数据符合标准；⑤最终检查：包含各类震相与相应事件的组合是否具有唯一性、震源深度值的测定是否合理、是否已明确区分天然地震和非天然地震等近30项内容；⑥对于与任何机构已测定的震源参数无关联性的离散数据，用搜索法确定新的震源参数（Engdahl et al，1966）；⑦将分析后的所有数据重新入库。

ISC每年出版2册《Summary of the Bulletin of the International Seismological Centre》（International Seismological Centre，2021），于2013年首次出版发行，同年纸质版《Bulletin of the International Seismological Centre》停刊。

ISC每年出版2张CD-ROMs：含全年所有地震目录和观测报告以及1904年至当年的地震目录。

5 结束语

ISC以ISCloc为核心方法和技术处理全球的地震观测数据，编辑出版地震观测报告。近十余年来，ISC每年汇集300 000—500 000次以上的地震，其中约20%的地震需要地震学家进行人工分析，经分析和审核之后，ISC才会发布自己的测定结果。ISC发布地震观测报告的时间通常比实际的时间滞后约24个月，可在其网站http://www.isc.ac.uk/中查询、下载等。

在本文撰写过程中，得到ISC主任Dmitry Storchak先生、匈牙利科学院István Bondár博士的帮助，在此表示感谢。