潘岳怡 俞言祥 肖 亮（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

中國地震烈度評定值的統(tǒng)計檢驗

潘岳怡 俞言祥 肖 亮
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

為研究我國地震烈度的評定值是否存在隨時間變化的趨勢，以某一合適的衰減關(guān)系模型作為基礎(chǔ)，利用真實烈度評定值與衰減關(guān)系模型計算值殘差進行時間趨勢的統(tǒng)計分析。統(tǒng)計分析的全過程均基于正態(tài)分布的基本原理。首先，驗證所選衰減關(guān)系計算而得的殘差是否符合均值為0的標準正態(tài)分布，若存在整體偏差則需進行相應(yīng)校正。而后，對所有殘差數(shù)據(jù)按時間分布繪制殘差-年份散點圖，并利用自舉抽樣對5年時間間隔的殘差數(shù)據(jù)進行1000次的抽樣均值統(tǒng)計，且采用5階多項式對殘差數(shù)據(jù)進行擬合回歸，觀察整體殘差數(shù)據(jù)的分布狀況（圖略）。

由數(shù)據(jù)疏密確定出主要研究時段為1960年以后，且確定出1980年左右為數(shù)據(jù)整體趨勢開始發(fā)生變化的時間點。隨后，將殘差數(shù)據(jù)按區(qū)域、震級大小、烈度大小進行劃分，分別驗證在3種劃分方式下殘差隨年份的分布狀況，并與整體殘差隨年份的分布狀況進行對比，特別考察由上述兩個重要時間點（1960年，1980年）劃分出的3個時間段內(nèi)殘差數(shù)據(jù)的發(fā)展變化趨勢是否一致。

在統(tǒng)計分析過程中，為明確殘差數(shù)據(jù)在擬合趨勢線兩側(cè)的分布情況，創(chuàng)新性地提出了一種改進的衡量擬合優(yōu)劣的算法，該算法基于正態(tài)分布的性質(zhì)，可量化數(shù)據(jù)的整體偏差并直觀地展現(xiàn)數(shù)據(jù)的離散程度。具體算法如下，定義T值為：

將每個烈度殘差數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的T值，將所有T值繪制頻度直方圖（圖略）。分析T值分布圖具備以下性質(zhì)：

（1）若烈度殘差數(shù)據(jù)分布與期望一致，頻度直方圖分布均勻且中值為0。

（2）若烈度殘差均值為0，烈度評定值與衰減關(guān)系計算值基本一致，但分布不均勻方差較大，則其T值頻度分布不均勻且呈現(xiàn)“兩邊高，中間低”的形態(tài)。

（3）若烈度殘差均值為正，烈度評定值大部分高于衰減關(guān)系計算值，且分布較為均勻，則T值頻度直方圖呈現(xiàn)向右側(cè)均勻增長的階梯狀。當烈度評定值相對于衰減關(guān)系計算值偏高程度大的數(shù)據(jù)量越多，頻度直方圖中x=0.5附近的統(tǒng)計頻度值越大。

（4）若烈度殘差均值為負，烈度評定值大部分低于衰減關(guān)系計算值，且分布較為均勻，則T值頻度直方圖呈現(xiàn)向左側(cè)均勻增長的階梯狀。當烈度評定值相對于衰減關(guān)系計算值偏低程度大的數(shù)據(jù)量越多，頻度直方圖中x=－0.5附近的統(tǒng)計頻度值越大。

統(tǒng)計檢驗結(jié)果表明：

（1）我國的地震烈度評定值在統(tǒng)計意義上并不是隨時間均一的，烈度評定值無論按區(qū)域劃分、按震級劃分或是按烈度劃分，均與整體上存在一致且顯著的時間分布趨勢：1960年起烈度評定值逐漸減小，1980年前后烈度評定值達到歷史最低點。而從1980年起烈度評定值逐年增大，且目前增大的趨勢還在繼續(xù)。

（2）總體上2000年以后的地震烈度評定值高于1900年以來的平均水平，全國平均總體偏高約0.4度，部分區(qū)域總體偏高達到0.5～0.6度。

對應(yīng)結(jié)果中幾個重要的時間分割點，可看出烈度評定值的變化趨勢似乎與地震烈度表的修訂存在些許聯(lián)系。烈度評定值的變化是由于地震烈度評定標準的變化引起的，還是存在烈度評定過程中的人為性，需要開展進一步的研究。但烈度評定值當前不斷增高的現(xiàn)實，值得引起注意。