地震预警作为减轻地震灾害的有效措施之一,已成为世界上许多国家与地区的重大建设项目。地震预警主要是利用电磁波的传播速度大于地震波传播速度的原理,抢在破坏性地震波到达之前发布地震预警信息(王莉蝉等,2020)。公众可以利用地震预警系统提供的几秒至几十秒的预警时间避险,重大建设项目及生命线工程可以采取紧急处置措施,从而有效地减轻地震次生灾害,因此积极推进地震预警工程项目建设意义重大(高峰等,2014)。我国作为受到地震影响最严重的国家之一,建设一套有效完善的地震预警系统也是势在必行。尤其是经历了汶川MS 8.0地震、玉树MS 7.1地震、芦山MS 7.0地震后,地震预警作为地震灾害防御的重要手段逐步走进了我国公众的视野。
2 青海地震预警系统概述2020年4月青海省地震局全面开展预警工程建设项目,共建设71个基本站、43个基准站、350个一般站,另外接入邻省甘肃的227个预警台站,四川的70个预警台站,西藏的6个预警台站,新疆的1个预警台站,网内、外预警台站共计768个(图 1)。
青海地震预警网安装部署的地震预警系统可实时接收不同台站类型的数据,实现了测震、强震和烈度的完美融合,最大限度地提高了软硬件在数据处理速度与准确度等方面的性能。通过计算产出地震预警基本参数,向地震波尚未到达的地区发出地震预警信息。地震预警系统作为一种超快地震速报,在地震发生后利用最先获得的信息,迅速测定地震发震时刻、震级和震中位置等基本参数(马强,2008)。
3 预警触发结果分析—以2022年1月12日门源MS 5.2地震为例 3.1 地震预警触发情况地震预警系统对2022年1月12日门源MS 5.2地震共产出24次处理结果,在震后5.9 s预警系统产出第1次预警处理结果。此次地震正式编目结果为:18时20分41.5秒,37.73°N、101.55°E,5.3级,与正式编目结果对比,第1次预警处理结果定位偏差5.1 km,震级偏差-0.4,发震时刻偏差-1.6 s,随着触发台站个数的增多,预警处理结果逐渐趋于稳定。
3.2 预警结果分析地震预警系统处理的前8次结果,发震时刻最大偏差为-1.6 s,最小偏差为-0.7 s,第9次预警处理结果开始趋于稳定,发震时刻平均偏差为-0.8 s,因此地震预警系统处理的发震时刻准确度较高。
门源MS 5.2地震第1次处理结果的震级与正式编目结果震级偏差为-0.4,前5次结果的平均偏差为-0.5。第6—19次处理结果中,第9次的预警震级最接近正式结果,偏差仅为-0.2,其余处理结果震级都是5.0,第6—19次的平均偏差为-0.3。第20—24次处理结果的震级偏差又逐渐增大,平均偏差为-0.5。从第20次处理开始触发的基本站数量达到9个,震级均偏小,从而影响了震级的稳定性。
第1次预警处理参与计算的台站数量为3个,都是一般站,震中距在16—23 km,震中位置偏差5.1 km。随着参与计算的台站数量不断增加,前5次定位结果并不稳定,从第6次预警处理结果开始,震中位置偏差逐渐趋于稳定,偏差最小为8.9 km,最大为10.3 km。可见只用加速度计定位的位置准确度并不高。
4 结论青海地震预警系统2022年1月12日18时20分门源MS 5.2余震中有效产出地震“三要素”24次处理结果,首次处理使用3个台站数据,预警用时5.9 s,震级偏差为-0.4,震中位置偏差为5.1 km,发震时刻偏差为-1.6 s,表明此次地震的预警结果较准确。从24次处理情况看,震中位置最大偏差为10.3 km,平均偏差为9.3 km;发震时刻最大偏差为-1.6 s,平均偏差为-0.9 s;震级最大偏差为-0.6,平均偏差为-0.4。整体看来,青海地震预警系统已具备一定的预警能力,但震级算法还有待改进,系统计算的震中位置和发震时刻稳定性均需提升。
高峰, 杨学山, 马树林. 地震预警系统综述[J]. 自然灾害学报, 2014, 23(5): 62-69. |
马强. 地震预警技术研究及应用[D]. 哈尔滨: 中国地震局工程力学研究所, 2008.
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王莉蝉, 毛国良, 李小军, 等. 2020年7月12日唐山MS 5.1地震预警处理能力分析[J]. 中国地震, 2020, 36(3): 394-406. |