遼寧地震速報(bào)與編目結(jié)果對(duì)比分析

王承偉，梁一婧，李恩來，王 帥，安祥宇

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

遼寧地震速報(bào)與編目結(jié)果對(duì)比分析

王承偉，梁一婧，李恩來，王 帥，安祥宇

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

速報(bào)工作的關(guān)鍵是在最短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確的報(bào)出地震三要素。經(jīng)過對(duì)所選的速報(bào)地震進(jìn)行重新定位并與編目結(jié)果對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在速報(bào)過程中，在以包圍震中為原則的前提下，一般網(wǎng)內(nèi)與網(wǎng)緣地震所選臺(tái)數(shù)在7至9個(gè)臺(tái)，網(wǎng)外地震所選臺(tái)數(shù)在10至15個(gè)臺(tái)，這樣的速報(bào)結(jié)果與遼寧地震目錄結(jié)果最為接近。通過速報(bào)與編目定位結(jié)果的對(duì)比，分析在不影響地震速報(bào)質(zhì)量的前提下，使用最佳數(shù)量的臺(tái)站定位出遼寧北部、遼寧中部以及遼寧南部地震多發(fā)區(qū)域與地震編目最接近的結(jié)果。

地震速報(bào)；地震定位；地震編目；結(jié)果對(duì)比；

0 引言

在最短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確的報(bào)出地震三要素，是速報(bào)工作的關(guān)鍵。經(jīng)過對(duì)所選的速報(bào)地震進(jìn)行分析定位后，發(fā)現(xiàn)在速報(bào)中，所選臺(tái)數(shù)多少對(duì)速報(bào)時(shí)間的影響很大。所以在以包圍震中為原則的前提下，如何選用最少的臺(tái)站定位出最合理的結(jié)果就顯得格外重要，這樣既提高了速報(bào)的速度又提升了速報(bào)的質(zhì)量。本文將選取2013-2016年的速報(bào)地震重新定位，分別以遼寧北、中和南部三個(gè)地區(qū)劃分，產(chǎn)出結(jié)果與編目結(jié)果對(duì)比，討論不同地區(qū)地震、不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果的合理性。

1 遼寧地震臺(tái)網(wǎng)中心簡(jiǎn)介

遼寧地震臺(tái)網(wǎng)主要承擔(dān)著遼寧及周邊地區(qū)的地震監(jiān)測(cè)與速報(bào)工作。因此，建設(shè)寬頻帶、大動(dòng)態(tài)、高精度的數(shù)字地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，對(duì)提高監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)水平，發(fā)揮防震減災(zāi)工作的基礎(chǔ)作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，保障社會(huì)穩(wěn)定有著重要的意義。

遼寧測(cè)震臺(tái)網(wǎng)由37個(gè)數(shù)字測(cè)震臺(tái)組成，包括國(guó)家臺(tái)、區(qū)域臺(tái)以及新建背景場(chǎng)項(xiàng)目，相應(yīng)的數(shù)量分別為5個(gè)、30個(gè)和2個(gè)。這些測(cè)震臺(tái)站構(gòu)成了密集的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。測(cè)震臺(tái)站以比較均勻的方式分布在全省各地，平均臺(tái)站間距70km，中部地區(qū)臺(tái)站分布密集一些。通過中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流服務(wù)器接入鄰省臺(tái)站14個(gè)。圖1較為直觀地展示了本省臺(tái)網(wǎng)真實(shí)的監(jiān)控功能。通過本圖可以看出：我省能夠?qū)⒔^大部分區(qū)域監(jiān)測(cè)能力保持在ML1.5級(jí)，對(duì)于網(wǎng)緣和臨海區(qū)域的監(jiān)控能力相對(duì)較弱，為ML2.0級(jí)。同一范圍內(nèi)速報(bào)能力大約比監(jiān)控能力低0.2級(jí)。

2 資料的選取

為了更客觀的反映出所選臺(tái)站的臺(tái)數(shù)對(duì)定位精度的影響，在此選取了2013年1月1日—2015年12月1日M≥3級(jí)的遼寧地震臺(tái)網(wǎng)記錄的74次地震速報(bào)事件，包括網(wǎng)內(nèi)和網(wǎng)緣地震，但是由于行政區(qū)域30km外發(fā)生的地震已超出編目范圍，所以本次只與地震編目匹配了21條速報(bào)地震進(jìn)行重新定位分析。這21條地震按地理位置可分為遼寧北部（遼吉交界、遼蒙交界），遼寧中部（營(yíng)海老震區(qū)）和遼寧南部（渤海、黃海）三個(gè)地震多發(fā)區(qū)域（圖1）。

地震臺(tái)網(wǎng)對(duì)地震定位參數(shù)的測(cè)定精度受多種因素影響，諸如：地震波傳播路徑上介質(zhì)特性的差異，臺(tái)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)范圍，臺(tái)站的密度和分布，計(jì)算機(jī)定位方法以及速度模型的選擇等，都不同程度地影響到地震參數(shù)和測(cè)定精度[1]。本文主要分析了臺(tái)網(wǎng)中所選臺(tái)數(shù)對(duì)地震定位參數(shù)測(cè)定結(jié)果的影響。

速報(bào)定位震中位置與編目震中位置之間誤差計(jì)算公式：

式（1）中，?為兩點(diǎn)單的震中誤差，單位為km。（1?、1λ）、（2?、2λ）分別為兩者的震中位置的經(jīng)度和緯度。經(jīng)過計(jì)算得出兩個(gè)定位結(jié)果之間的誤差。

由于編目震級(jí)單位為ML，而速報(bào)震級(jí)單位為M，本文使用震級(jí)換算公式對(duì)編目震級(jí)進(jìn)行換算，換算公式為：

圖1 選取地震震中分布圖Fig.1 Selected epicenter distribution map

表1 傾斜觀測(cè)山洞情況表

3 重新定位結(jié)果分析

根據(jù)中國(guó)地震局臺(tái)網(wǎng)管理組的規(guī)定：遼寧臺(tái)網(wǎng)責(zé)任（38o～44oN，118o～126oE）網(wǎng)內(nèi)M≥3.0地震在地震發(fā)生后8分鐘內(nèi)完成地震速度工作，網(wǎng)緣、網(wǎng)外地震在地震發(fā)生后根據(jù)震級(jí)大小和距離遠(yuǎn)近，按《地震速度技術(shù)管理規(guī)定》向國(guó)家臺(tái)網(wǎng)中心報(bào)出發(fā)震時(shí)刻、震中位置、震級(jí)等參數(shù)，完成地震速報(bào)工作。

地震速報(bào)過程中需要對(duì)地震波進(jìn)行分析，測(cè)定各種地震參數(shù)，需在最短時(shí)間內(nèi)完成，由于時(shí)間緊，壓力大，使用的數(shù)據(jù)量有限，所以測(cè)定的結(jié)果往往與實(shí)際有一定的偏差，偏差大小反映了對(duì)地震事件的應(yīng)急能力，也直接關(guān)系到應(yīng)急措施的實(shí)施[2]。

由表1可見，在臺(tái)站使用數(shù)量方面，對(duì)速報(bào)與編目結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，部分速報(bào)地震結(jié)果與編目結(jié)果存在一定的差異。經(jīng)復(fù)核，部分誤差較大的地震為網(wǎng)外或網(wǎng)緣地震，對(duì)應(yīng)的震相偏少、臺(tái)站空隙角偏大，震中包圍的不是太好；其次，震中位置離臺(tái)站較遠(yuǎn)，有些遠(yuǎn)臺(tái)震相不清。為了提高地震速報(bào)質(zhì)量，并且考慮到速報(bào)結(jié)果與編目結(jié)果的一致性，本文對(duì)速報(bào)地震選取5～15個(gè)臺(tái)的資料重新進(jìn)行分析定位后，所得出的結(jié)果與地震編目定位結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，獲得地震速報(bào)參與定位臺(tái)站的最佳數(shù)量，從而使速報(bào)工作可以又快又準(zhǔn)的完成。由于是地震速報(bào)受到時(shí)間的限制，所以暫時(shí)不考慮臺(tái)站數(shù)量大于15個(gè)臺(tái)的結(jié)果[3]。

本次重新定位原則：（1）優(yōu)先選擇震中距比較近的臺(tái)站；（2）選擇對(duì)震中包圍較好的臺(tái)站；（3）在測(cè)定震級(jí)時(shí)使用自動(dòng)量取振幅，觀察震級(jí)合理性，去除異常震級(jí)；（4）定位方法為遼寧臺(tái)網(wǎng)在速報(bào)和編目中使用的單純型法；（5）參與定位臺(tái)站數(shù)量由15個(gè)到5個(gè)，依次遞減，分別進(jìn)行定位，在進(jìn)行了231次定位后，得出震中差和震級(jí)差，以便與編目結(jié)果進(jìn)行比較。

通過對(duì)速報(bào)地震的選臺(tái)分析及定位結(jié)果可以看出：

（1）遼寧南部地震為黃海和渤海的網(wǎng)外地震，對(duì)于網(wǎng)外地震來說，當(dāng)臺(tái)站少于10個(gè)時(shí)，臺(tái)站空隙角偏大，包圍震中的臺(tái)數(shù)偏少，重新定位得到的震中位置與編目結(jié)果有較大的誤差，直接影響速報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)使用10至15個(gè)臺(tái)計(jì)算出的震中位置與編目結(jié)果比較誤差相對(duì)較?。ū?、表3）。

（2）遼寧中部地震多為營(yíng)海老震區(qū)，對(duì)于網(wǎng)內(nèi)地震來說，由于包圍震中的臺(tái)站分布比較好，重新定位得到的震中位置與編目結(jié)果較小，均小于3km。建議使用7至9個(gè)臺(tái)站參與定位（表4、表5）。

（3）遼寧北部地震多為遼蒙交界和遼吉交界，對(duì)于該區(qū)域地震，由于遼寧臺(tái)網(wǎng)接入內(nèi)蒙古和吉林的臺(tái)站位置較佳，能夠較好的包圍好震中，所以震中差都在5km之內(nèi)，當(dāng)臺(tái)站數(shù)量在7至9個(gè)時(shí)，震中差偏小（表6、表7）。

表2 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震中差（遼寧南部）單位：km

表3 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震級(jí)差(遼寧南部）單位：ML

表4 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震中差（遼寧中部）單位：km

表5 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震級(jí)差(遼寧北部）單位：ML

表6 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震中差（遼寧北部）單位：km

表7 不同數(shù)量臺(tái)站定位結(jié)果與編目結(jié)果的震級(jí)差(遼寧北部）單位：ML

（4）在震級(jí)方面（表3），在測(cè)量遼寧中部的地震震級(jí)時(shí)發(fā)現(xiàn)震級(jí)誤差較大，但使用的臺(tái)站越多，震級(jí)與編目結(jié)果越接近，可能是由于近臺(tái)震級(jí)過多，導(dǎo)致地震的震級(jí)偏小。因此認(rèn)為遼寧中部地震在速報(bào)中，使用近臺(tái)定位震中位置，使用震中距稍遠(yuǎn)的臺(tái)站測(cè)量震級(jí)比較合理。遼寧北部和遼寧南部地震參與定位的臺(tái)站震中距相對(duì)遼寧中部較遠(yuǎn)，所以震級(jí)誤差較小，平均結(jié)果小于0.2級(jí)。

4 討論

地震速報(bào)是地震系統(tǒng)最重要的基礎(chǔ)工作之一，盡管我們已經(jīng)做了許多工作，但是對(duì)于速報(bào)值班還是有很大壓力，也有很強(qiáng)的危機(jī)感。主要問題：（1）使用速報(bào)定位的程序還不夠完善，尤其是震級(jí)偏差問題；（2）遼寧各地區(qū)地震波形、周期、振幅相對(duì)都有所不同，需要速報(bào)人員不斷提高業(yè)務(wù)水平，認(rèn)真總結(jié)不同地震波形的震相特征。

速報(bào)人員的相對(duì)穩(wěn)定是保證速報(bào)質(zhì)量的基本條件，因?yàn)榈卣鸩ǚ治霾粌H需要地震學(xué)理論，而且要求從事此項(xiàng)工作的人員要有足夠的分析經(jīng)驗(yàn)，才能比較正確的分析地震波形，并保證臺(tái)站篩選、震相使用無誤和地震定位以及震級(jí)測(cè)定的精度。因此，為了提高地震速報(bào)質(zhì)量，應(yīng)保證速報(bào)臺(tái)站和臺(tái)網(wǎng)人員的相對(duì)穩(wěn)定，通過不定期的學(xué)習(xí)，更新知識(shí)，提高速報(bào)能力，使速報(bào)人員保持在一個(gè)較高的水平[4]。

[1] 姜長(zhǎng)寧．江蘇數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)地震定位能力分析[J]．地震，2001，（2）：1-5.

[2] 孟玉梅，趙勇．中國(guó)地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)定位偏差的分析 [J]．地震，2001，（3）：65-69.

[3] 包翠玲.大震速報(bào)所選臺(tái)數(shù)與新疆地震編目結(jié)果的對(duì)比[J]．地震地磁觀測(cè)與研究，2007，28（6）：37-41.

[4] 蘇國(guó)君．成都遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)速報(bào)簡(jiǎn)況[J]．地震地磁觀測(cè)與研究，2003，24（5）：115-119.

Abstract:The key of earthquake quick-report in the shortest possible time, accurately reported the three elements of earthquake. Repositioning selected quick-report seismic and comparing analysis of the catalogue results. We found the number of stations in earthquake location 7-9 stations and the number of stations outside in earthquake location 10-15 stations, the results are better. By contrast with the cataloging positioning result of the positioning of the northern part of Liaoning Province，central Liaoning Province and southern Liaoning earthquake-prone area, we get the closest results with earthquake catalog.

Key words：earthquake quick report; earthquake location; earthquake catalogue; results contrast

Comparative Analysis of Liaoning Earthquake Quick Report and Cataloging Results

WANG Cheng-wei，LIANG Yi-jing，LI En-lai，WANG Shuai，AN Xiang-yu
（Earthquake Administration of Liaoning Province，Liaoning Shenyang 110034，China）

P315.69

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2017.03.013

1674-8565（2017）03-0073-05

2016-12-18

2017-03-07

王承偉（1983-），男，山東省龍口市人，工程師，現(xiàn)主要從事地震監(jiān)測(cè)方面的工作。E-mail: sea0929@163.com