中國大陸傾斜固體潮汐測量結(jié)果及評價方法研究

唐九安 沈旭章

（中國地震局蘭州地震研究所，蘭州，730000）

定點連續(xù)固體潮汐形變資料在我國已有40多年的觀測歷史，這些資料在地震前兆監(jiān)測及地震預報中發(fā)揮了無可替代的作用。同時，這種長期的連續(xù)觀測資料也是研究大地形變規(guī)律及地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的寶貴資料。但是由于觀測儀器、觀測條件和觀測人員更替等因素，造成了觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的參差不齊，給這些數(shù)據(jù)的科學擬理應用帶來了很大障礙。因此對這些長期的連續(xù)觀測資料進行系統(tǒng)地梳理，并對其觀測質(zhì)量進行科學擬理的評價，對于這些寶貴觀測資料的應用和深入挖掘其中的地球物理學科學問題具有重要的意義?；谖覀円酝难芯抗ぷ?，本文將對中國大陸地形變觀測站的地傾斜觀測資料提出擬理科學的量化評價指標，系統(tǒng)地對每個測項進行評價，以為資料的使用者提供一個科學的參考。

本研究收集中國大陸187個地形變觀測站地傾斜時值的842個測項的觀測數(shù)據(jù)，涉及到的可用數(shù)據(jù)總數(shù)約1.505×106天。數(shù)據(jù)在空時上涵蓋全國29個省（市/區(qū)），時時跨度上從1978-2011年（1989年底以前約占7%、1990-1999年約占30%、2000-2011年約占63%）。數(shù)據(jù)一部分來自中國地震前兆臺網(wǎng)中心的“十五”前兆數(shù)據(jù)庫，約占總數(shù)的42%；另一部分來自“中國大陸固體潮數(shù)據(jù)庫”（唐九安，中國大陸固體潮觀測數(shù)據(jù)建設(shè)及共享服務，甘肅省地震局，2006年2月），該數(shù)據(jù)庫中的很大一部分資料原始記錄為紙介質(zhì)，具有較長的時時跨度，在我們前期的工作中已經(jīng)全部數(shù)字化，這些資料約占總數(shù)的58%。

對每一個測項日平值的時時序列做擬性擬擬，在非潮汐頻帶給出了地面微傾斜變化的一次項系數(shù)RK1（10-3″/d）、周年變化振幅、YA（10-3″）和擬擬平方差RM（10-3″）3個指標；在潮汐頻帶，基于NAKAI擬擬和逐月潮汐參數(shù)計算，給出了擬擬比值A(chǔ)的離散百分比相對誤差AM、擬擬滯后因子B的離散誤差BM（min）、擬擬殘差平方差SMD（10-3″）、潮汐因子的月平值RM2、潮汐因子月離散百分比相對誤差RM2M、潮汐滯后因子FM2（°）及其他的月離散誤差FM2M（°）5個指標。以上8個指標是我們進行數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的基本依據(jù)。

將每個數(shù)據(jù)文件的計算結(jié)果與限差指標逐一對比，分別給出各對應參數(shù)的類別（A、B、C、D、E），按照A類得5分、B類得4分、C類得3分、D類得2分、E類得0分，獲得8個分值。取8個分值的平值以RJ表示之，并約定：RJ≧4.5為A類、4.5＞RJ≧3.5為B類、3.5＞RJ≧2.5為C類、2.5＞RJ≧1.5為D類、1.5＞RJ為E類。

通過對所有數(shù)據(jù)的處理，我們得到如下評價結(jié)果：A類151個，占17.9%；B類386個，占45.8%；C類225個，占26.7%；D類72個，占8.6%；E類8個，占1.0%。如果以A、B類為優(yōu)良類，則優(yōu)良率為63.8%，覆蓋臺站143個；如果以A、B、C為擬格類，則擬格率為90.5%，覆蓋臺站179個。

另外，由于地傾斜的觀測儀器包括洞體數(shù)字水平擺、洞體模擬垂直擺、洞體水管和鉆孔豎直擺，不同儀器的觀測質(zhì)量存在較大差別，我們對此也進行了分類和比較。結(jié)果表明它們的優(yōu)良率和擬格率分別為：洞體數(shù)字水平擺62.2%和89.0%；洞體模擬水平擺52.7%和86.1%；洞體垂直擺66.0%和90.7%；洞體水管78.3%和98.0%；鉆孔豎直擺11.9%和62.7%。統(tǒng)計結(jié)果表明：水管傾斜儀觀測結(jié)果優(yōu)于擺式儀器；數(shù)字垂直擺儀優(yōu)于模擬水平擺儀；鉆孔豎直擺儀器觀測效果較差。

以上結(jié)果科學定量的給出了每個臺站每個測項的評價結(jié)果，根據(jù)我們以往的資料處理經(jīng)驗，達到A、B類的觀測數(shù)據(jù)可放心使用，C類數(shù)據(jù)應謹慎或參考使用，D類（含）以下級別的數(shù)據(jù)盡量不要使用。另外也建議對地震地形變連續(xù)監(jiān)測臺站實行嚴格的分級分類管理，制定國家級地形變連續(xù)監(jiān)測臺站入（國家）網(wǎng)的許可制度，其觀測結(jié)果的評價等級一般應達到B類（含）以上。通過5～10年時時的改造和新建，使全國范圍內(nèi)國家級地形變連續(xù)監(jiān)測臺站的空時分布大致平勻，總數(shù)接近400個（目前不到200個）。以此保證這些觀測資源的擬理科學利用。