華北區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)在河北省地震臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行分析

李冬圣,毛國(guó)良,常 亮,蔡玲玲

(河北省地震局,石家莊 050022)

華北區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)在河北省地震臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行分析

李冬圣,毛國(guó)良,常 亮,蔡玲玲

(河北省地震局,石家莊 050022)

2008年11月華北區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)在河北省臺(tái)網(wǎng)開(kāi)始試運(yùn)行,本文對(duì)2009年1月至2010年2月間自動(dòng)定位結(jié)果和河北省地震目錄進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析,結(jié)果表明實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)內(nèi)天然地震定位結(jié)果可靠,平均震中位置偏差2.12±1.46km,平均震級(jí)偏差0.1,平均速報(bào)用時(shí)86s。系統(tǒng)在線處理河北灤縣 M4.2級(jí)地震序列效果理想。

地震實(shí)時(shí)速報(bào);河北臺(tái)網(wǎng);運(yùn)行分析

0 引言

華北區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)在河北省數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)試運(yùn)行時(shí)間從2008年11月10日至2009年3月31日,經(jīng)過(guò)一年多的時(shí)間,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,在多次地震速報(bào)中為臺(tái)網(wǎng)人員提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù),2009年4月通過(guò)驗(yàn)收。在隨后的一年內(nèi)系統(tǒng)處理了大量的地震事件,我們對(duì)系統(tǒng)的處理結(jié)果與臺(tái)網(wǎng)產(chǎn)出的結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

1 系統(tǒng)運(yùn)行情況

華北區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng))目前接收華北區(qū)域198個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)(圖1),該系統(tǒng)使用華北地殼模型定位,震級(jí)為仿真震級(jí),有效提高了華北地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)域自動(dòng)速報(bào)的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了2分鐘內(nèi)完成轄區(qū)內(nèi) M≥3.0以上地震的速報(bào),達(dá)到自動(dòng)速報(bào)要求。河北省數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)由1個(gè)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)部、53個(gè)直接管理的數(shù)字地震臺(tái)站組成,臺(tái)網(wǎng)中心接收實(shí)時(shí)波形的臺(tái)站數(shù)量最終為166個(gè),除北部張家口承德地區(qū)外,臺(tái)站分布比較均勻,河北省絕大部分區(qū)域地震監(jiān)測(cè)能力達(dá)到M0.6級(jí),局部地區(qū)達(dá)到 M0.1級(jí)以內(nèi)。

圖1 自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)接收臺(tái)站分布圖

自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)的覆蓋范圍包括河北、北京、天津、河南、山西、山東行政區(qū)及內(nèi)蒙古部分地區(qū)的 M≥3.0以上地震的速報(bào),河北臺(tái)網(wǎng)速報(bào)范圍為本行政區(qū)內(nèi)及北京、天津 M≥3.0以上地震的速報(bào),本行政區(qū)邊線外100km范圍內(nèi)(不含本行政區(qū))M≥4.0地震、200km范圍內(nèi)(不含本行政區(qū))M≥5.0地震、300km范圍內(nèi)(不含本行政區(qū))M≥6.0地震的速報(bào),河北省編目承擔(dān)本省及周邊地區(qū)(省行政邊界線外30km內(nèi))所有天然地震事件和 M≥1.8非天然地震事件以及北京、天津行政區(qū)內(nèi)的天然地震事件的編報(bào)。

2009年1月至2010年2月,自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)與河北省地震目錄相對(duì)應(yīng)的 M≥1.2級(jí)事件共觸發(fā)151條(圖2),其中河北省臺(tái)網(wǎng)速報(bào)的天然地震事件14條。

圖2 M1.2級(jí)以上天然地震震中分布圖

2 天然地震和爆破事件情況分析

2.1 M≥1.2級(jí)地震和爆破事件

河北地震臺(tái)網(wǎng)使用MSDP軟件處理事件,網(wǎng)內(nèi)事件用 HYP2000定位,震級(jí)采用 W.A仿真震級(jí)。2009年1月至2010年2月編入河北省地震目錄的M≥1.2級(jí)天然地震事件156條,爆破事件6條。自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)由于系統(tǒng)死機(jī)造成漏觸發(fā)地震事件3條,分別為2009年10月27日山西平定M2.5級(jí)、2010年1月15日河南濮陽(yáng) M3.9級(jí)、2010年1月28日河北唐山M1.2級(jí)地震。另有8條地震事件由于震相信噪比太低,系統(tǒng)定位失敗沒(méi)有輸出定位結(jié)果[1]。

圖3看出平均震中位置偏差2.12±1.46km。較大震中偏差的事件分別為2010年1月1日河北尚義M1.2,震中位置偏差23.7km,原因?yàn)樵摰卣鹫鸺?jí)小,定位臺(tái)站山西恒山臺(tái)距離震中遠(yuǎn),PG初動(dòng)不清楚,誤將SG識(shí)別為PG;2009年7月17日山西昔陽(yáng)M2.1,震中位置偏差19.1km,原因?yàn)楫?dāng)時(shí)鏈路中斷未能接收昔陽(yáng)等近臺(tái)數(shù)據(jù)參與定位,而參與定位的遠(yuǎn)臺(tái)肥鄉(xiāng)、棗強(qiáng)等已經(jīng)出現(xiàn)PN;2009年9月22日天津?qū)幒?M1.8,震中位置偏差13.0km,原因?yàn)槎ㄎ慌_(tái)站灑金沱臺(tái)記錄時(shí)間上有錯(cuò)誤。M≥1.2級(jí)的爆破事件6條,震中平均偏差2.50km,與天然地震的定位偏差相差不大[2]。

圖4顯示,震級(jí)偏差不大于0.1級(jí)的地震占總數(shù)的百分比為65.97%,震級(jí)偏差不大于0.2級(jí)的地震占總數(shù)的百分比為91.67%,平均震級(jí)偏差0.10,震級(jí)最大偏差±0.3。發(fā)震時(shí)刻平均偏差0.77s。

圖3 自動(dòng)定位與河北臺(tái)網(wǎng)目錄震中位置偏差圖

圖4 自動(dòng)定位結(jié)果與河北臺(tái)網(wǎng)目錄結(jié)果震級(jí)偏差圖

2.2 河北地震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)地震

河北臺(tái)網(wǎng)從2009年1月至2010年3月速報(bào)大震14次(表1)。最大震級(jí)為山西河津 M4.8級(jí)地震。區(qū)域自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)對(duì)其中13次地震進(jìn)行了自動(dòng)觸發(fā)與定位,從定位到結(jié)果發(fā)布平均用時(shí)86s,其中2010年1月15日的河南濮陽(yáng)地震,由于系統(tǒng)死機(jī)導(dǎo)致漏報(bào)。

自動(dòng)速報(bào)定位結(jié)果與全國(guó)統(tǒng)一編目結(jié)果進(jìn)行分析比較結(jié)果見(jiàn)圖5,平均震級(jí)偏差0.15±0.12,最大震級(jí)偏差0.4。平均震中位置的偏差為2.26±2.03km,最大震中位置偏差7.8km。平均發(fā)震時(shí)刻偏差0.93s。

表1 區(qū)域速報(bào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)速報(bào)結(jié)果與全國(guó)統(tǒng)一編目結(jié)果對(duì)比表

圖5 自動(dòng)定位結(jié)果與全國(guó)統(tǒng)一編目結(jié)果震級(jí)偏差圖

2.3 灤縣地震序列

2010年3月6日河北灤縣地區(qū)發(fā)生M4.2級(jí)地震,隨后的一周內(nèi)發(fā)生余震達(dá)百余次,這次地震自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)為大震速報(bào)和處理余震序列提供了很好的參考依據(jù)。3月6日、7日2天內(nèi)河北灤縣發(fā)生26次 M≥1.2地震(表2),其中一個(gè)11時(shí)55分 M1.3地震由于震相信噪比太低、系統(tǒng)定位失敗,沒(méi)有輸出定位結(jié)果;另有4次地震與之前大震間隔時(shí)間較短,PG震相被前一地震尾波干擾,無(wú)法自動(dòng)識(shí)別,系統(tǒng)沒(méi)有給出定位結(jié)果[3]。

圖6自動(dòng)定位結(jié)果與河北臺(tái)網(wǎng)目錄結(jié)果震級(jí)偏差顯示,平均震級(jí)偏差為0.07±0.04。平均震中位置偏差為2.08±1.95km,最大震中位置偏差為10.0km,經(jīng)核實(shí)該地震事件前有一段小波干擾,造成識(shí)別PG震相錯(cuò)誤,定位誤差大。

表2 區(qū)域速報(bào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)速報(bào)結(jié)果與河北省編目結(jié)果對(duì)比表

圖6 自動(dòng)定位結(jié)果與河北臺(tái)網(wǎng)目錄結(jié)果震級(jí)偏差圖

3 結(jié)論與討論

(1)對(duì)于發(fā)生在網(wǎng)內(nèi)的 M≥1.2級(jí)的天然地震和爆破事件,華北區(qū)域自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)均能觸發(fā)并進(jìn)行自動(dòng)定位處理,定位結(jié)果準(zhǔn)確可靠,天然地震事件平均震中位置偏差2.12±1.46km,平均震級(jí)偏差0.1,平均發(fā)震時(shí)刻偏差0.77s。系統(tǒng)目前還不能自動(dòng)區(qū)分地震與爆破[3],對(duì)于發(fā)生在網(wǎng)內(nèi)的人工爆破事件,震級(jí)達(dá)到編目要求,定位偏差和震級(jí)偏差同天然地震的差別不大。

(2)對(duì)于發(fā)生在河北省速報(bào)范圍內(nèi)的 M≥2.3級(jí)天然地震,華北區(qū)域自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)能夠給出可靠的定位結(jié)果,平均震中位置的偏差為 2.26±2.03km,最大震中位置偏差7.8km,平均發(fā)震時(shí)刻偏差0.93s。

(3)對(duì)于灤縣地震序列,區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)還不能分辨在同一地點(diǎn)很短時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的2次地震,當(dāng)速報(bào)地震的P波列被前一個(gè)地震所干擾,造成信噪比比較低時(shí)被系統(tǒng)漏報(bào)[4]。

(4)需要完善的方面:提高系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)波形流服務(wù)異常的自動(dòng)處理能力,避免因流服務(wù)異常導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī),造成死機(jī)期間發(fā)生地震的漏報(bào);改進(jìn)系統(tǒng)地震震相識(shí)別方法,減少震相識(shí)別盲區(qū),改進(jìn)震相關(guān)聯(lián)方法,提高系統(tǒng)雙震分辨能力[3]。

[1] 廖詩(shī)榮,金星,黃志斌,等.區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)在川滇虛擬臺(tái)網(wǎng)的試驗(yàn)與應(yīng)用[J].地震地磁觀測(cè)與研究,2009,30(1):88-93.

[2] 石玉燕,蔡寅,李鉑,等.山東數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)地震自動(dòng)定位系統(tǒng)運(yùn)行分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究2009.30(4):78-82.

[3] 金星,陳緋雯,廖詩(shī)榮,等.區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)試運(yùn)行情況分析[J].地震地磁觀測(cè)與研究,2007,28(2):50-54.

[4] 廖詩(shī)榮,金星,陳緋雯,等.區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)速報(bào)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)緣地震自動(dòng)處理能力分析[J].東北地震研究,2009,25(2):8-12.

Opevation Analysis of Real-time Earthquake Information System in Seismic Network of Hebei Province

LI Dong-sheng,MAO Guo-liang,CHANG Liang,CAI Ling-ling
(Earthquake Administration of Hebei Province,Shijiazhuang 050022,China)

The Real-time quick report system for regional digital seismic network in North China was applied in Hebei province since Nov 2008.Statistically analysis of the automatic locating results from the system and the earthquake catalog of HeBei province show that the earthquake locating results given by the real-time quick report system are reliable,the magnitude deviation is 0.1and the average time for earthquake speed report is 86s.This system has outstanding performance while handling the earthquake sequence of an earthquake occurred in Luanxian with magnitudeM4.2.

real-time quick report system;seismic network of Hebei province;Opevation analysis

P315.61

A

1003-1375(2011)01-0040-05

2010-04-19

李冬圣(1982-),女(漢族),河北冀州人,河北省地震局助理工程師,主要從事地震監(jiān)測(cè).E-mail:lds981112@tom.com