鄧文澤　何少林　杜廣寶

(中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京100045)

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2015年地震速報(bào)質(zhì)量評(píng)估*

鄧文澤※何少林杜廣寶

(中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心,北京100045)

2015年各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)完成有效速報(bào)1355次。根據(jù)地震速報(bào)管理規(guī)定,中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心對(duì)其中953次地震進(jìn)行了速報(bào)確認(rèn)。利用2015年全年人工地震速報(bào)參數(shù)資料,對(duì)比省級(jí)臺(tái)網(wǎng)向EQIM服務(wù)器上報(bào)的參數(shù)(速報(bào)時(shí)間、 發(fā)震時(shí)刻、 震中位置、 震級(jí)、 深度)和全國(guó)正式目錄參數(shù),我們對(duì)2015年全國(guó)區(qū)域臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)工作進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)估和分析,并給出了最終結(jié)果。

地震速報(bào); 上報(bào)參數(shù); 質(zhì)量評(píng)估

引言

2008年5月12日汶川大地震造成了巨大的人員傷亡、 經(jīng)濟(jì)損失和地質(zhì)災(zāi)害,隨之而來(lái)的是社會(huì)對(duì)地震速報(bào)工作的要求越來(lái)越高。在“十五”期間,國(guó)家臺(tái)網(wǎng)建設(shè)日益完善,全國(guó)1000多個(gè)區(qū)域臺(tái)站實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享,地震速報(bào)時(shí)間顯著加快,國(guó)內(nèi)地震人工速報(bào)從30分鐘左右提高到了現(xiàn)在的10分鐘左右； 地震監(jiān)測(cè)能力也有提升,首都圈地區(qū)地震監(jiān)測(cè)能力達(dá)到0.5級(jí),部分發(fā)達(dá)地區(qū)地震監(jiān)測(cè)能力達(dá)到1.0級(jí),新疆、 青海、 內(nèi)蒙大部分地區(qū)地震監(jiān)測(cè)能力達(dá)到2.0級(jí),西藏地區(qū)地震監(jiān)測(cè)能力達(dá)到2.5級(jí)[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起,互聯(lián)網(wǎng)+地震的模式備受關(guān)注,地震信息的受眾人群越來(lái)越廣,地震信息的傳播速度越來(lái)越快。為了進(jìn)一步提高地震速報(bào)的實(shí)效性,中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司于2011年啟動(dòng)了自動(dòng)地震速報(bào)能力評(píng)估工作,并于2013年4月1日起實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)地震速報(bào)結(jié)果正式對(duì)外發(fā)布,同時(shí)也敦促人工速報(bào)結(jié)果要較快跟進(jìn)發(fā)布[2]。

自動(dòng)地震速報(bào)雖然快速,但結(jié)果較為粗糙,因而必須對(duì)其進(jìn)行人工確認(rèn),如何確保人工速報(bào)結(jié)果既快又準(zhǔn)成為當(dāng)前階段的難題。各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)中心和中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心嚴(yán)格執(zhí)行2015年修訂的《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定》[3]的相關(guān)要求,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)的速報(bào)任務(wù)。為了加強(qiáng)各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)中心之間的交流,促進(jìn)人工速報(bào)工作,每年5月份都對(duì)上一年度的速報(bào)地震進(jìn)行評(píng)比,并對(duì)最終成績(jī)排名。

1　地震速報(bào)

現(xiàn)階段我國(guó)地震速報(bào)系統(tǒng)主要由中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心、 省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)中心和五大區(qū)域速報(bào)中心構(gòu)成[3]。各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)中心和國(guó)家臺(tái)網(wǎng)中心通過EQIM服務(wù)器進(jìn)行地震參數(shù)的匯集和轉(zhuǎn)發(fā),并通過云網(wǎng)站、 手機(jī)應(yīng)用和微博的方式對(duì)速報(bào)信息進(jìn)行傳送,地震速報(bào)的工作要求越來(lái)越精細(xì)。地震發(fā)生后的具體流程如圖1所示,不同地區(qū)的速報(bào)時(shí)間和震級(jí)速報(bào)范圍有差異[4]。

圖1　地震速報(bào)流程圖

2　臺(tái)站和數(shù)據(jù)

在國(guó)家的大力支持下,中國(guó)地震局歷經(jīng)“八五”、 “九五”、 “十五”計(jì)劃發(fā)展,建立了“中國(guó)數(shù)字地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”,在堅(jiān)持臺(tái)站均勻分布的前提下,對(duì)一些重點(diǎn)區(qū)域(首都圈和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市)加密觀測(cè),現(xiàn)今共有臺(tái)站1098個(gè)(圖2)。隨著對(duì)臺(tái)站的管理日漸規(guī)范,臺(tái)站實(shí)時(shí)運(yùn)行率已達(dá)到較高水平,2015年全年臺(tái)站實(shí)時(shí)運(yùn)行率從2014年的97.84%提升到98.09%。2015年各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)全年完成1355次地震速報(bào),其中達(dá)到國(guó)家臺(tái)網(wǎng)中心速報(bào)規(guī)定的地震953次,含CC類速報(bào)205次,CD類速報(bào)948次。速報(bào)震中分布如圖3所示,主要發(fā)生在我國(guó)的西部和臺(tái)灣地區(qū)。

圖2　臺(tái)站分布

圖3　2015年國(guó)內(nèi)速報(bào)分布

3　速報(bào)結(jié)果的綜合對(duì)比

2015年中國(guó)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)編目數(shù)據(jù)產(chǎn)出分為快報(bào)目錄和正式報(bào)目錄,其中快報(bào)目錄接收102562條,編輯產(chǎn)出56375條,正式目錄接收105802條,產(chǎn)出81548條,以正式報(bào)的結(jié)果為準(zhǔn),與各省局臺(tái)網(wǎng)上傳EQIM的地震速報(bào)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,2015年全年共上報(bào)EQIM系統(tǒng)1355條地震速報(bào)信息,由于地震速報(bào)過程較為迅速,難免存在一些人為操作的失誤,因而會(huì)發(fā)生地震速報(bào)參數(shù)更正的信息。此外,對(duì)于西部省份交界地區(qū),地震發(fā)生的頻率較高,相鄰省份對(duì)同一地震同時(shí)上報(bào)地震參數(shù)信息的情況較多,去除以上重復(fù)信息,最終有效的地震速報(bào)信息為868條(圖4)。

圖4　有效地震速報(bào)和參評(píng)地震數(shù)

3.1初報(bào)時(shí)間

根據(jù)《地震速報(bào)管理規(guī)定》,各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)中心需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定區(qū)域內(nèi)的地震初報(bào)。首都圈地區(qū)省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)中心在8分鐘內(nèi)完成3.0級(jí)以上地震的初報(bào)； 上海、 廣東、 江蘇、 浙江、 遼寧、 山東、 福建、 重慶等地在10分鐘內(nèi)完成3.0級(jí)地震的初報(bào)； 青海、 新疆、 內(nèi)蒙、 西藏等地在15分鐘內(nèi)完成3.0級(jí)以上地震的初報(bào)； 其他省份在12分鐘內(nèi)完成3.0級(jí)以上地震的初報(bào)。圖5是地震速報(bào)初報(bào)時(shí)間圖。

圖5　地震初報(bào)時(shí)間

從圖5可以看出,大部分地震能在速報(bào)規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成,地震初報(bào)平均時(shí)間為576 s。但也存在少部分地震超時(shí)完成,對(duì)其中超時(shí)完成的地震進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖6),超時(shí)地震主要發(fā)生在新疆和西藏地區(qū)。西藏地區(qū)臺(tái)站分布較差,臺(tái)站波形質(zhì)量有待提高,地震處理的速度較慢,因而超時(shí)地震較多； 新疆地區(qū)超時(shí)地震是皮山地震6.5級(jí)地震的余震上報(bào),余震序列的識(shí)別較為困難,該部

圖6　各省超時(shí)地震個(gè)數(shù)

分地震超時(shí)也在允許范圍內(nèi)。其他省級(jí)臺(tái)網(wǎng)中心超時(shí)原因主要是速報(bào)參數(shù)的誤差較大,修正后上傳時(shí)間超時(shí)。如2015年12月25日山東省臨沂市平邑縣的地震超時(shí)較多,主要困難是對(duì)坍陷地震的識(shí)別能力較差。湖南省上報(bào)的2015年3月10日貴州劍河縣5.5級(jí)地震參數(shù)中深度震相識(shí)別錯(cuò)誤,地震發(fā)震時(shí)刻也因此誤差較大,之后重新上傳正確的地震參數(shù),造成上報(bào)超時(shí)。

3.2發(fā)震時(shí)刻

從發(fā)震時(shí)刻偏差(圖7)可以看出,大部分地震的發(fā)震時(shí)刻偏差在2 s以內(nèi),地震發(fā)生后,需要在較短時(shí)間內(nèi)完成地震參數(shù)的測(cè)定,利用的臺(tái)站極其有限,因而在評(píng)定過程中認(rèn)為發(fā)震時(shí)刻不超過5 s在允許誤差內(nèi)。圖中發(fā)震時(shí)刻偏差大于10 s的地震主要發(fā)生在西藏地區(qū),其中有一部分是發(fā)生在國(guó)境線外的地震,西藏臺(tái)網(wǎng)的臺(tái)站分布較差,地震參數(shù)的測(cè)定誤差整體偏高。此外,湖南省上報(bào)的貴州省劍河縣5.5級(jí)地震的參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤,發(fā)震時(shí)刻相差較大。

圖7　發(fā)震時(shí)刻偏差

3.3震級(jí)偏差

根據(jù)中國(guó)地震局相關(guān)規(guī)定,地震速報(bào)震級(jí)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地震震級(jí)的規(guī)定》(GB 17740)[5],對(duì)上報(bào)地震參數(shù)的震級(jí)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)(圖8)。從圖8可以看出,大部分地震的震級(jí)偏差在0.3級(jí)以內(nèi),有極少部分震級(jí)偏大或偏小1級(jí)左右。震級(jí)偏大的地震仍然是在西藏地區(qū),如尼泊爾8.1級(jí)地震以及較大的余震,一些小的地震也存在偏差在1級(jí)左右,震級(jí)的測(cè)定受震源機(jī)制、 地震波傳播路徑和地震臺(tái)站臺(tái)基的影響,西藏地區(qū)的地殼厚度較大,地下結(jié)構(gòu)對(duì)其震級(jí)的測(cè)定存在一定的影響。對(duì)所有的地震震級(jí)偏差求平均可知,地震震級(jí)偏差平均值在0.06級(jí),充分說(shuō)明地震速報(bào)的震級(jí)較為穩(wěn)定且準(zhǔn)確。

圖8　震級(jí)偏差

3.4震中位置

按照國(guó)家臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,震中位置允許誤差為20 km,大于20 km的地震參數(shù)將根據(jù)震中誤差范圍進(jìn)行相應(yīng)的扣分[6]。圖9是震中位置誤差結(jié)果,絕大部分定位誤差在20 km以內(nèi),偏差大于20 km的地震共66次,其中西藏占53次,最大震中偏差為107 km,為西藏臺(tái)網(wǎng)上報(bào)的尼泊爾地震,僅利用西藏臺(tái)網(wǎng)的臺(tái)站,臺(tái)站孔隙角較大,定位誤差相對(duì)較大。

圖9　震中偏差

3.5深度偏差

中國(guó)大陸地區(qū)僅在東北地區(qū)(琿春)附近有深源地震,其他地區(qū)以淺源地震為主。地震的深度與發(fā)震時(shí)刻是耦合的。因此,對(duì)于深度偏差較大的地震,其發(fā)震時(shí)刻的測(cè)定必然受到影響,圖10是地震深度偏差統(tǒng)計(jì)圖,圖中大部分地震的深度偏差在20 km以內(nèi),大部分地震的震源深度在10 km左右,主要原因是我國(guó)地震多為淺源地震,極少部分地區(qū)存在深源地震,這與歷史地震的深度分布相一致。最大深度偏差為85 km,該偏差是海南省上報(bào)廣東省地震的參數(shù),由于臺(tái)站分布較差,對(duì)于深度震相的認(rèn)識(shí)不足,造成了較大偏差,偏差在40 km左右的地震大部分是新疆臺(tái)網(wǎng)上報(bào)的國(guó)外中源地震,在當(dāng)前階段,省級(jí)臺(tái)網(wǎng)對(duì)于國(guó)外地震的定位仍然存在差異。

圖10　深度偏差

3.5綜合對(duì)比結(jié)果

測(cè)震學(xué)科管理組每年對(duì)地震速報(bào)參數(shù)進(jìn)行評(píng)比,表1為2015年的評(píng)比成績(jī),其中新疆臺(tái)網(wǎng)得分第一,西藏臺(tái)網(wǎng)每年處理的地震數(shù)量較多,但其地震速報(bào)參數(shù)誤差較大。海南、 江西、 湖南省級(jí)臺(tái)網(wǎng)由于出現(xiàn)了上報(bào)參數(shù)錯(cuò)誤,得分較低,上海、 浙江臺(tái)網(wǎng)沒有參評(píng)地震,因而沒有得分。

表1　2015年省級(jí)臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)分成績(jī)

4　結(jié)論

通過對(duì)2015年各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)上報(bào)的地震參數(shù)分析,可知我國(guó)地震高發(fā)地帶主要在西部地區(qū)云南、 四川、 新疆和西藏等省份。國(guó)內(nèi)3.0級(jí)以上地震的初報(bào)工作越來(lái)越快,地震參數(shù)的準(zhǔn)確性也越來(lái)越高。中東部地區(qū)大部分能在8分鐘內(nèi)完成地震初報(bào),全國(guó)地震初報(bào)平均時(shí)間在9分鐘左右,初報(bào)時(shí)間較快,發(fā)震時(shí)刻偏差在2 s左右,發(fā)震時(shí)刻偏差較小,震級(jí)偏差平均值為0.06級(jí),震級(jí)值較為穩(wěn)定,震中位置偏差平均值為7.6 km,震源深度偏差平均值為10 km。

通過對(duì)地震初報(bào)參數(shù)的分析以及速報(bào)綜合評(píng)分,總體來(lái)說(shuō),全年速報(bào)成績(jī)較為優(yōu)異。西部省份由于地震較多,處理地震的經(jīng)驗(yàn)較為豐富,上報(bào)的地震參數(shù)較為準(zhǔn)確。中東部地區(qū)廣東和安徽的地震速報(bào)工作較為優(yōu)秀。對(duì)于地震較少的省份,如江西、 湖南等省,地震初報(bào)的處理能力有待提高。西藏地區(qū)的速報(bào)參數(shù)誤差較大。

為了獲得較為準(zhǔn)確的地震速報(bào)參數(shù),各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)應(yīng)該在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用盡可能多的對(duì)臺(tái)站進(jìn)行定位,臺(tái)站孔隙角越小定位精度越高； 其次各省級(jí)臺(tái)網(wǎng)應(yīng)建立本臺(tái)網(wǎng)的地殼速度結(jié)構(gòu)模型,這將有利于地震的定位； 最后利用歷史地震信息,建立地震事件庫(kù),對(duì)新發(fā)生地震進(jìn)行相對(duì)定位也將提高地震的精度。

2015年區(qū)域臺(tái)網(wǎng)的地震速報(bào)工作雖然取得了較好的成績(jī),但隨著“十三五”規(guī)劃的開始,地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)將不斷加密,對(duì)速報(bào)人員的業(yè)務(wù)水平要求也不斷提高。為了滿足防震減災(zāi)需求,中國(guó)地震局對(duì)地震速報(bào)提出的要求越來(lái)越高,在快速完成地震速報(bào)參數(shù)的同時(shí),也要保證速報(bào)參數(shù)的準(zhǔn)確性仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

感謝測(cè)震學(xué)科管理組工作人員對(duì)本文的支持和幫助。

[1] 劉瑞豐,高景春,陳運(yùn)泰,等. 中國(guó)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展. 地震學(xué)報(bào),2008,30(5): 533-539

[2] 楊陳,黃志斌,翟璐媛. 全國(guó)自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)綜合評(píng)估. 地震地磁觀測(cè)與研究,2012,33(5/6)： 316-321

[3] 侯建民,黃志斌,余書明,等. 中國(guó)國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng). 地震學(xué)報(bào),2009,31(6)： 684-690

[4] 中國(guó)地震局. 地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定(中震測(cè)發(fā)[2015]51號(hào)). 2015

[5] 劉瑞豐,陳運(yùn)泰,任梟,等. 震級(jí)的測(cè)定. 北京： 地震出版社,2015

[6] 孟玉梅,趙永,王斌. 中國(guó)地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)定位誤差的分析. 地震,2001,21(3)： 65-69

The quality evaluation of manual earthquake bulletin in 2015

Deng Wenze,He Shaolin,Du Guangbao

(China Earthquake Networks Center,Beijing 100045,China)

1355 earthquakes were reported by 31 Province Networks Center in 2015. According to the regulations for earthquake rapid reporting, China Earthquake Networks Center verified and issued 953 earthquakes. Based on the rapid earthquake reporting data in 2015, we compare the reporting parameters, reporting time, source time, epicenter, magnitude and depth with that of the formal released catalog. We then analyze the above information and get the final quality assesssment.

rapid reporting; reporting parameter; quality assessment

2016-07-13； 采用日期： 2016-08-03。

鄧文澤,e-mail: dengwenze@seis.ac.cn。

P315.75；

A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.08.006