利用背景噪聲研究滇西北波速異常與M≥5.0地震關(guān)系

楊建文 葉 泵 高 瓊 陳 佳 王 軍

1 中國(guó)地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)大理中心，云南省大理市濱海大道，6710002 云南大理滇西北地殼構(gòu)造活動(dòng)野外科學(xué)觀測(cè)研究站，云南省大理市濱海大道，671000

開(kāi)展地下介質(zhì)波速變化測(cè)量研究對(duì)于認(rèn)識(shí)地震孕育機(jī)理和探索地震物理預(yù)報(bào)手段具有重要意義。隨著背景噪聲層析成像技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)也被應(yīng)用于地殼內(nèi)部地震波速度的時(shí)空變化特征研究[1]。背景噪聲分布廣且不依賴(lài)于特定震源，同時(shí)具有可重復(fù)性和經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，非常適合跟蹤地殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物性變化[1]。

背景噪聲較天然震源具有更高的時(shí)間采樣率，也比人工震源更加經(jīng)濟(jì)。通過(guò)背景噪聲波速方法，地震學(xué)家觀測(cè)到火山區(qū)波速的季節(jié)性變化[2]，發(fā)現(xiàn)火山噴發(fā)前數(shù)周內(nèi)波速具有下降特征[3]。部分學(xué)者[4-10]對(duì)同震和震后地震波速度的變化特征進(jìn)行了研究，但大部分都基于波形資料來(lái)反演強(qiáng)震發(fā)生過(guò)程及震后的波速變化。

近年來(lái)，滇西北地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，震情形勢(shì)嚴(yán)峻。本文以滇西北作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，基于部分固定臺(tái)站記錄的寬頻帶連續(xù)波形資料，采用背景噪聲互相關(guān)方法研究地殼介質(zhì)內(nèi)部地震波速隨時(shí)間的變化特征，通過(guò)對(duì)臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移時(shí)間序列進(jìn)行深加工，提取適合于滇西北地區(qū)M≥5.0地震的短臨異常識(shí)別指標(biāo)。該工作的開(kāi)展對(duì)深入研究滇西北地區(qū)地下介質(zhì)的變化過(guò)程，探索測(cè)震資料及背景噪聲技術(shù)在日常震情跟蹤及地震預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，提高異常識(shí)別能力及推進(jìn)指標(biāo)體系建設(shè)等具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)收集與整理

本文主要研究滇西北地區(qū)(25°～28°N，99°～101.5°E)波速變化，選取云南數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)中5個(gè)固定臺(tái)站的垂直分量連續(xù)波形資料，時(shí)間范圍為2012-01～2020-11，該時(shí)間段內(nèi)所有臺(tái)站的數(shù)據(jù)資料連續(xù)性都很好，數(shù)據(jù)基本能夠反映介質(zhì)波速的變化。研究時(shí)段內(nèi)，研究區(qū)共發(fā)生6次M≥5.0地震，圖1為5個(gè)地震臺(tái)站、2個(gè)GNSS連續(xù)觀測(cè)站及6次地震震中分布情況，相關(guān)地震參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 滇西北6次M ≥5.0地震相關(guān)參數(shù)

圖1 所用地震臺(tái)站、GNSS連續(xù)觀測(cè)站、地震震中分布Fig.1 Distribution of seismic stations, GNSS continuousobservation stations and earthquake epicenter

2 背景噪聲波速測(cè)量方法

2.1 單臺(tái)站數(shù)據(jù)預(yù)處理

采用滇西北地區(qū)5個(gè)寬頻帶地震臺(tái)記錄的垂直分量連續(xù)波形數(shù)據(jù)計(jì)算地震波速度。首先將連續(xù)波形數(shù)據(jù)按天截取[10]，采用1 Hz對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣，以降低數(shù)據(jù)采樣率；然后進(jìn)行去除儀器響應(yīng)、去均值、去趨勢(shì)、帶通濾波處理[1,8-10]；接著對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域平均，以去除地震事件的影響；最后進(jìn)行頻譜白化處理[8,10]。以上數(shù)據(jù)處理的目的是為了消除天然地震和儀器本身異常信號(hào)的影響，以獲取高質(zhì)量的地震背景噪聲。

2.2 背景噪聲互相關(guān)及數(shù)據(jù)疊加

單臺(tái)數(shù)據(jù)預(yù)處理后，對(duì)由5個(gè)臺(tái)站構(gòu)成的10個(gè)臺(tái)站對(duì)每天的背景噪聲進(jìn)行互相關(guān)處理，以獲取各臺(tái)站對(duì)單日的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)[8]。Stehly等[11]研究認(rèn)為，對(duì)任意2個(gè)臺(tái)站記錄的背景噪聲進(jìn)行互相關(guān)處理，理論上得到的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)中有一正、一負(fù)2個(gè)分支，分別表示臺(tái)站對(duì)路徑上的因果和非因果信號(hào)。但背景噪聲的來(lái)源及能量差異，會(huì)極大程度地影響經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)的形態(tài)[12]。當(dāng)臺(tái)站兩側(cè)的噪聲源分布均勻時(shí)，因果信號(hào)和非因果信號(hào)的到時(shí)一致，振幅相同；而當(dāng)噪聲源分布不均勻時(shí)，2個(gè)方向信號(hào)的到時(shí)相同，但振幅不同，在噪聲源能量較強(qiáng)一側(cè)產(chǎn)生的信號(hào)振幅較大[11-12](圖2)。

圖2 TUS-YOS臺(tái)站對(duì)經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)Fig.2 Empirical Green’s function of TUS-YOSstation pair

Bensen等[13]研究認(rèn)為，對(duì)因果和非因果信號(hào)進(jìn)行疊加處理可以等效噪聲源的均勻分布。雖然該處理會(huì)損失振幅信息，但可以在一定程度上提高信號(hào)的信噪比[12-13]。因此，本文以0為界線，將經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)的“負(fù)支”反號(hào)后與“正支”進(jìn)行對(duì)稱(chēng)疊加，形成“疊加分量”(圖3)。

圖3 TUS-YOS臺(tái)站對(duì)對(duì)稱(chēng)疊加后的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)Fig.3 Empirical Green’s function after symmetricsuperposition of TUS-YOS station pair

由于受噪聲源的不均勻分布和噪聲成分的不確定性等因素影響，同時(shí)臺(tái)站間距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致臺(tái)站對(duì)單日經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)的信噪比普遍較低，難以分辨地震波形態(tài)[10]。為提高信噪比，本文將各臺(tái)站對(duì)單日前59 d(共60 d)的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)進(jìn)行疊加，作為當(dāng)天經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)(圖4(b))。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步滑動(dòng)疊加，獲取2012-02-29～2020-11-16當(dāng)天經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)(前59 d因疊加數(shù)據(jù)不足60 d，不作進(jìn)一步分析)。

為獲得臺(tái)站對(duì)經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)隨時(shí)間變化的定量信息，需確定各臺(tái)站對(duì)的參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)[8-10]。Stehly 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，背景噪聲源的季節(jié)性變化會(huì)引起由互相關(guān)方法重構(gòu)的面波信號(hào)走時(shí)變化，因此建議盡量采用較長(zhǎng)時(shí)間范圍(至少1 a)的資料來(lái)確定參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)。本文將各臺(tái)站對(duì)2012-02-29～2020-11-16共3 184 d的單日經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)進(jìn)行疊加，作為各自的參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)(圖4(a))。

陰影部分表示臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移計(jì)算中所使用的直達(dá)瑞利波信號(hào)圖4 TUS-YOS臺(tái)站對(duì)當(dāng)天經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)與參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)互相關(guān)計(jì)算結(jié)果Fig.4 Cross-correlation calculation results of the day empirical Green’s function and reference empirical Green’s function of TUS-YOS station pair

2.3 走時(shí)偏移提取

在獲取臺(tái)站對(duì)當(dāng)天經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)和參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)后，對(duì)當(dāng)天經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)和參考經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算[8,10]，獲取相似波形窗口的互相關(guān)系數(shù)(圖4(c))，互相關(guān)系數(shù)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲就是這兩段相似波形窗口的走時(shí)偏移。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行余弦插值以提取更高精度的走時(shí)偏移。以互相關(guān)系數(shù)為約束(互相關(guān)系數(shù)要求在0.9以上)，通過(guò)提取直達(dá)瑞利波中部分震相的走時(shí)偏移來(lái)計(jì)算臺(tái)站對(duì)之間瑞利波的速度。圖5(a)為T(mén)US-YOS臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移變化曲線。

圖5 TUS-YOS臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移變化曲線Fig.5 The variation curve of Rayleigh wave travel timeoffset of TUS-YOS station pair

從圖5(a)可以看出，TUS-YOS臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移變化曲線存在明顯的年變成分。為消除年變成分對(duì)走時(shí)偏移的影響，采用傅立葉變換以獲取長(zhǎng)趨勢(shì)變化背景下隱含的波速變化特征。對(duì)于去除年變成分后的走時(shí)偏移，劃定±1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差作為單條曲線的異常指標(biāo)(以±1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差作為異常閾值)。從圖5(c)可以看出，該臺(tái)站對(duì)的走時(shí)偏移在洱源M5.5和M5.0、云龍M5.0、漾濞M5.1等地震前存在較為明顯的超指標(biāo)異常。

2.4 臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移可靠性分析

由圖1可知，地震臺(tái)站YUL和TUS附近分別有云龍和下關(guān)2個(gè)GNSS連續(xù)觀測(cè)站，且TUS-YUL臺(tái)站對(duì)的路徑分布與云龍-下關(guān)GNSS基線基本保持平行。圖6為T(mén)US-YUL臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移與云龍-下關(guān)GNSS基線相對(duì)變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系(GNSS數(shù)據(jù)獲取時(shí)間截至2017-05-20)。從趨勢(shì)上來(lái)看，TUS-YUL臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移與云龍-下關(guān)GNSS基線相對(duì)變化存在較好的耦合性，即在一段時(shí)間內(nèi)，當(dāng)TUS-YUL臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移縮短(波速加快)時(shí)，云龍-下關(guān)GNSS基線長(zhǎng)度也在縮短(擠壓增強(qiáng))。由于本文提取的數(shù)據(jù)為臺(tái)站對(duì)直達(dá)瑞利波走時(shí)偏移，反映的是中上地殼物性隨時(shí)間的變化特征，而GNSS基線監(jiān)測(cè)的是中上地殼的應(yīng)力變化，兩者具有較好的耦合性，表明本文提取的瑞利波走時(shí)偏移能夠監(jiān)測(cè)到中上地殼介質(zhì)的物性變化，這也間接表明本文的數(shù)據(jù)結(jié)果具有可靠性。

圖6 TUS-YUL臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移與云龍-下關(guān)GNSS基線相對(duì)變化對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.6 Correspondence between the Rayleigh wave travel time offset of TUS-YUL station pair and therelative change of Yunlong-Xiaguan GNSS baseline

3 短臨異常指標(biāo)提取及效能評(píng)價(jià)

由于需要獲取短臨異常信息，地震事件對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔應(yīng)不超過(guò)90 d。對(duì)10個(gè)臺(tái)站對(duì)的瑞利波走時(shí)偏移時(shí)間序列進(jìn)行傅立葉滑動(dòng)去年變處理，并設(shè)定±1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差作為異常閾值，結(jié)合研究區(qū)6次地震對(duì)各臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移時(shí)間序列的映震能力進(jìn)行效能評(píng)價(jià)?，F(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的預(yù)報(bào)效能評(píng)價(jià)方法為R值評(píng)分法[14]，其主要依據(jù)預(yù)測(cè)指標(biāo)實(shí)際預(yù)報(bào)地震的有震報(bào)準(zhǔn)率c和預(yù)報(bào)占時(shí)率(預(yù)報(bào)時(shí)間占有率)b[15]，可反映預(yù)測(cè)方法或指標(biāo)與地震的相關(guān)程度。R值計(jì)算公式[15]為：

R=c-b=有震報(bào)準(zhǔn)率-預(yù)報(bào)占時(shí)率=

(1)

式中，R=1表示全報(bào)準(zhǔn)；R=0表示預(yù)報(bào)未起作用。R值越大，預(yù)報(bào)效果越好。根據(jù)R值評(píng)分規(guī)則，在97.5%置信度下，當(dāng)預(yù)報(bào)效能R>R0(預(yù)報(bào)效能檢驗(yàn)的最低值)時(shí)[16]，表明所評(píng)估的預(yù)測(cè)方法可通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，高于隨機(jī)預(yù)測(cè)的預(yù)報(bào)效能。

表2為10個(gè)臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移時(shí)間序列的預(yù)報(bào)效能檢驗(yàn)結(jié)果。

表2 各臺(tái)站對(duì)預(yù)報(bào)效能檢驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，在10個(gè)臺(tái)站對(duì)中，有7個(gè)臺(tái)站對(duì)通過(guò)了檢驗(yàn)，3個(gè)臺(tái)站對(duì)未通過(guò)檢驗(yàn)，但通過(guò)檢驗(yàn)的7個(gè)臺(tái)站對(duì)的對(duì)應(yīng)率普遍偏低(各臺(tái)站對(duì)均存在較高的虛報(bào))?？紤]到單個(gè)臺(tái)站對(duì)的虛報(bào)率偏高，且可能存在不確定性等因素，需要將通過(guò)檢驗(yàn)的7個(gè)臺(tái)站對(duì)進(jìn)行綜合分析，以獲取穩(wěn)定可靠的地震短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))。本文采用自適應(yīng)加權(quán)綜合預(yù)測(cè)方法獲取綜合概率指標(biāo)，計(jì)算公式為[17]：

(2)

式中，n為預(yù)報(bào)因子總數(shù)；Kti為到時(shí)間t為止的第i項(xiàng)因子動(dòng)態(tài)值(當(dāng)?shù)趇項(xiàng)因子出現(xiàn)異常后，其所對(duì)應(yīng)的地震危險(xiǎn)時(shí)段K=1，其余時(shí)段K=0)；Pti為到時(shí)間t為止的第i項(xiàng)因子歷史映震率；Nti為到時(shí)間t為止的第i項(xiàng)因子歷史映震次數(shù)；Pt為時(shí)間t的綜合概率值[17-18]。

從理論和實(shí)際預(yù)測(cè)中均可發(fā)現(xiàn)，在各項(xiàng)因子與地震的相關(guān)性及預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)中，最重要的表征值為映震率Pti。另外，各因子的映震次數(shù)是因子與地震相關(guān)性置信度評(píng)價(jià)最主要的因素，通過(guò)置信度檢驗(yàn)的相關(guān)因子，映震次數(shù)Nti越大，可信度就越高[18]。

圖7為采用自適應(yīng)加權(quán)綜合預(yù)測(cè)方法對(duì)通過(guò)檢驗(yàn)的7個(gè)臺(tái)站對(duì)進(jìn)行綜合分析后獲取的地震短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))。

圖7 滇西北地區(qū)地震短臨異常識(shí)別指標(biāo)Fig.7 The identification index of short-term andimminent earthquake anomaly in northwestern Yunnan

在獲取滇西北地區(qū)的綜合指標(biāo)后，設(shè)定2倍均值線作為異常閾值(此處為0.60)，當(dāng)綜合概率值Pt超過(guò)2倍均值線時(shí)，表示出現(xiàn)異常，認(rèn)為滇西北地區(qū)未來(lái)90 d內(nèi)存在發(fā)生M≥5.0地震的危險(xiǎn)。

在提取滇西北地區(qū)的綜合指標(biāo)和劃定2倍均值作為異常閾值后，需要結(jié)合對(duì)應(yīng)的地震事件對(duì)綜合指標(biāo)進(jìn)行效能評(píng)價(jià)(效能評(píng)價(jià)采用R值評(píng)分法)。預(yù)報(bào)效能檢驗(yàn)結(jié)果表明，利用該綜合指標(biāo)對(duì)滇西北地區(qū)2012年以來(lái)發(fā)生的6次M≥5.0地震進(jìn)行90 d短臨預(yù)報(bào)時(shí)，異常指標(biāo)共出現(xiàn)8次(2016年異常指標(biāo)超過(guò)90 d，故劃分為2次)，其中準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震5次，漏報(bào)1次，虛報(bào)4次，預(yù)報(bào)效能評(píng)分R為0.692，R0為0.475，R>R0，效能檢驗(yàn)通過(guò)。該綜合指標(biāo)的地震對(duì)應(yīng)率為62.50%，概括率為83.33%，表3為綜合指標(biāo)異常出現(xiàn)時(shí)間與地震發(fā)生時(shí)間的對(duì)應(yīng)情況。

表3 綜合指標(biāo)異常出現(xiàn)與地震發(fā)生對(duì)應(yīng)情況

由表3可知，大部分地震的發(fā)生與異常指標(biāo)的出現(xiàn)時(shí)間間隔均不超過(guò)45 d，表明該綜合指標(biāo)在時(shí)間上具有較好的短臨預(yù)報(bào)能力。結(jié)合圖1中臺(tái)站對(duì)路徑及地震震中分布可知，該綜合指標(biāo)對(duì)臺(tái)站對(duì)覆蓋范圍內(nèi)的洱源M5.5、洱源M5.0、云龍M5.0和漾濞M5.1地震都作出了準(zhǔn)確的短臨預(yù)報(bào)，不存在漏報(bào)現(xiàn)象，從而檢驗(yàn)了該指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力。此外，該指標(biāo)對(duì)臺(tái)站對(duì)范圍之外的昌寧M5.0地震也可作出一定預(yù)報(bào)，表明該指標(biāo)對(duì)臺(tái)站對(duì)覆蓋范圍及鄰區(qū)的地震均有較好的預(yù)報(bào)能力。

4 討 論

通過(guò)背景噪聲互相關(guān)計(jì)算可獲取臺(tái)站對(duì)的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)。研究表明，噪聲源往往呈不均勻分布，且具有一定的季節(jié)性變化，這與理論假設(shè)存在差異[12]。該差異使得通過(guò)互相關(guān)計(jì)算獲取的經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)并不完全收斂于臺(tái)站間的理論格林函數(shù)，并存在季節(jié)性變化，從而導(dǎo)致獲取的走時(shí)偏移(波速變化)受季節(jié)變化影響存在明顯的年變特性。Wang等[19]基于日本臺(tái)站數(shù)據(jù)對(duì)地震波的季節(jié)性變化特征進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，地震波速度存在夏季低、冬季高的特點(diǎn)。根據(jù)波速和走時(shí)偏移的計(jì)算關(guān)系[3]dv/v=-dt/t可知，本文計(jì)算得到的瑞利波走時(shí)偏移dt存在夏季高、冬季低(對(duì)應(yīng)波速dv為夏季低、冬季高)的變化特征，與Wang等[19]的結(jié)果一致。為消除季節(jié)性變化對(duì)走時(shí)偏移的影響，本文對(duì)走時(shí)偏移時(shí)間序列進(jìn)行傅立葉滑動(dòng)去年變處理，該方法理論基礎(chǔ)嚴(yán)密，是一種線性、無(wú)偏、最優(yōu)的周期估計(jì)方法，利用該方法去除年變成分的可行性已得到認(rèn)可[20]。傅立葉滑動(dòng)去年變方法能最大限度地去除年變特性對(duì)走時(shí)偏移的影響，因此認(rèn)為本文提取的短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))具有可靠性。

本文基于6個(gè)震例，采用R值評(píng)分法對(duì)臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移時(shí)間序列的映震能力進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有7個(gè)臺(tái)站對(duì)通過(guò)檢驗(yàn)，3個(gè)未通過(guò)檢驗(yàn)。究其原因，可能與強(qiáng)震發(fā)生區(qū)域的波速變化存在一定的地域性，且不同臺(tái)站對(duì)之間的面波傳播路徑存在差異有關(guān)。具體原因還有待進(jìn)一步研究。

2021-05-21在本文臺(tái)站對(duì)覆蓋范圍內(nèi)發(fā)生漾濞6.4級(jí)地震，為驗(yàn)證本文提取的短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))是否對(duì)該地震的發(fā)震時(shí)刻具有指示意義，對(duì)綜合指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，結(jié)果如圖8所示。

圖8 更新后的滇西北地震短臨異常識(shí)別指標(biāo)Fig.8 The updated identification index of short-term and imminent earthquake anomaly in northwest Yunnan

由圖8可知，該短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))在2021-04-20(距漾濞6.4級(jí)地震發(fā)震時(shí)刻32 d)出現(xiàn)明顯的超指標(biāo)異常，因此漾濞6.4級(jí)地震的發(fā)生是對(duì)本文提取的短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))的很好檢驗(yàn)。

在上述分析的基礎(chǔ)上，對(duì)2021-04-20異常指標(biāo)出現(xiàn)時(shí)的異常臺(tái)站對(duì)進(jìn)行提取，以探討異常臺(tái)站對(duì)的分布與漾濞6.4級(jí)地震震中位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)果如圖9所示。從圖中可以看出，2021-04-20綜合指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí)，震中附近DAY-TUS、DAY-YUL和YUL-ZOD臺(tái)站對(duì)的走時(shí)偏移出現(xiàn)超指標(biāo)異常，漾濞6.4級(jí)地震發(fā)生在3個(gè)異常臺(tái)站對(duì)的附近區(qū)域。由此可見(jiàn)，基于綜合指標(biāo)提取的異常臺(tái)站對(duì)分布對(duì)未來(lái)地震的發(fā)震地點(diǎn)具有一定的指示意義。

圖9 漾濞6.4級(jí)地震震中與異常臺(tái)站對(duì)分布對(duì)應(yīng)情況Fig.9 Correspondence of the epicenter distribution of Yangbi MS6.4 earthquake and abnormal station pairs

5 結(jié) 語(yǔ)

本文基于地震臺(tái)站記錄的寬頻帶連續(xù)波形資料，采用背景噪聲互相關(guān)及傅立葉變換等方法，獲取臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移。通過(guò)對(duì)臺(tái)站對(duì)走時(shí)偏移時(shí)間序列進(jìn)行深加工處理，進(jìn)而提取出適合于滇西北地區(qū)的地震短臨異常識(shí)別指標(biāo)(綜合指標(biāo))。結(jié)果表明，該指標(biāo)物理意義明確，具有對(duì)背景噪聲波速測(cè)量結(jié)果高度綜合的特點(diǎn)，可提高對(duì)異常的識(shí)別能力，對(duì)滇西北地區(qū)M≥5.0地震的發(fā)震時(shí)間具有較好的指示意義。但有幾點(diǎn)需要注意：

1)在對(duì)每個(gè)臺(tái)站對(duì)瑞利波走時(shí)偏移時(shí)間序列進(jìn)行效能評(píng)價(jià)時(shí)，本文選取±1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差作為異常閾值，主要是為提高信噪比，閾值設(shè)置過(guò)低會(huì)帶入部分噪聲。

2)在綜合異常指標(biāo)中，選取2倍均值線作為異常閾值，大部分指標(biāo)在超過(guò)閾值指標(biāo)線后較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生地震，因此在后續(xù)預(yù)測(cè)實(shí)踐中，及時(shí)處理數(shù)據(jù)尤為重要。另外，該閾值可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3)本文研究是將背景噪聲波速測(cè)量結(jié)果應(yīng)用于地震短臨預(yù)報(bào)的一次很好的嘗試。研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)臺(tái)站對(duì)的瑞利波走時(shí)偏移時(shí)間序列對(duì)整個(gè)云南地區(qū)M≥5.0地震的發(fā)震時(shí)刻均有較好的指示意義，因此本文方法可拓展至整個(gè)云南地區(qū)?；谠颇系貐^(qū)固定臺(tái)站的連續(xù)波形資料，提取適合于云南地區(qū)M≥5.0地震的短臨異常識(shí)別指標(biāo)，對(duì)整個(gè)云南地區(qū)的震情跟蹤及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作都具有重要意義。

致謝:本文研究所用連續(xù)波形資料來(lái)源于云南數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)，GNSS基線數(shù)據(jù)來(lái)源于云南省地震局信息中心，背景噪聲互相關(guān)計(jì)算程序由中國(guó)地震局地球物理研究所地球物理先導(dǎo)技術(shù)研究室王偉濤研究員提供，綜合指標(biāo)基于云南省保山市地震局李宗興高級(jí)工程師開(kāi)發(fā)的前兆處理軟件計(jì)算得到，在此表示衷心感謝。