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        山西地區(qū)近震震級偏差研究

        2019-12-23 03:55:30梁向軍劉林飛孟小琴
        山西地震 2019年4期
        關鍵詞:單臺震級分布圖

        梁向軍,劉林飛,張 玲,孟小琴

        (1.山西省地震局,山西 太原 030021;2.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站,山西 太原 030025)

        0 引言

        震級是表征地震強弱程度的物理量,通過測量地震波中某個震相的振幅來獲得[1]。在實際測定中,由于臺基效應、儀器響應、不同區(qū)域經驗校正系數(shù)設置不同,造成同一次地震震級在全球地震臺網(wǎng)、中國地震臺網(wǎng)、省級地震臺網(wǎng)中測定結果不同。即使同一臺網(wǎng),對于一次地震不同臺站測定的單臺震級與整個臺網(wǎng)的平均震級也存在一定偏差,且有的臺站震級偏差較大。那么,對于震級偏差較大的臺站,就需要進行適當校正[2]。在日常震情跟蹤過程中,ML≥3.0地震一般會造成一定的社會影響[3],需要啟動應急響應。而如何獲得準確的地震震級,對有效指導震后趨勢判定及應急救援工作,顯得尤為重要。因此,針對山西地區(qū)部分臺站單臺震級偏差較大的現(xiàn)象,在開展分析總結的基礎上,提出量化校正范圍,應用于臺網(wǎng)震級測定工作中。

        1 數(shù)據(jù)選取與處理

        為獲取山西測震臺網(wǎng)同一次地震不同單臺震級與臺網(wǎng)平均震級的偏差關系,選取山西測震臺網(wǎng)記錄到的2009年1月至2015年12月山西地區(qū)的98次ML≥3.0地震[4](見第6頁圖1)。其中震相數(shù)據(jù)來源于全國地震編目系統(tǒng)的觀測報告。

        設定第i個地震,第j個子臺的震級偏差為:

        ΔMij=Mij-Mi,

        式中:Mij是第j個子臺測定的第i個地震的震級;Mi是臺網(wǎng)的平均震級。

        具體過程為:選取同一次地震不同單臺震級偏差,一方面,通過典型震例事件,從震級偏差平面等值線圖揭示偏差空間分布特點以及近臺、遠臺對震級的可能影響;另一方面,從整體上探討每一個臺站在歷次地震震級測定中的偏差分布,總結出偏差量化范圍,提出校正方案。

        2 單臺震級偏差統(tǒng)計分析

        2.1 震級偏差空間分布特征

        通過研究3 315次震級偏差結果,顯示ΔMij≤∣±0.5∣的占89%,說明測定偏差相對穩(wěn)定;ΔMij>∣±0.5∣的范圍則較大,個別震例中單臺ΔMij達到-1.1。為更直觀地分析震級偏差,特選取山西斷裂帶上不同地區(qū)有代表性的6次地震(見圖1、第6頁表1),并通過第7頁圖2反映單臺震級偏離臺網(wǎng)平均震級的程度。

        圖1 研究區(qū)ML≥3.0地震震中分布圖Fig.1 Epicenter distribution of ML≥3.0 earthquake in study area

        表1 6次典型震例的地震參數(shù)Table 1 Seismic parameters of 6 typical cases

        由2012年11月2日山西浮山ML3.8地震震級偏差空間分布圖(見圖2a)看出,浮山地震共有43個臺站參加定位,所有參與定位的臺站單臺震級偏差絕大多數(shù)ΔMij≤∣±0.5∣,只有北部的SHZ臺震級偏差較大,比平均震級小0.8,其次是位于震中附近的YUQ臺偏差較大,為-0.6。

        由2013年2月22日山西大同ML4.1地震震級偏差空間分布圖(見圖2b)可見,參與定位的臺站有45個,中北部的臺站偏差較大,DAX臺、ZCH臺、SHZ臺、SZZ臺圍成一個低值區(qū)域,以DAX臺最大,達-1.1,ZCH臺為-1.0,SHZ臺為-0.9,SZZ臺為-0.7,其他臺站除中部的YAX臺、南部的ZEZ臺震級偏差為0.9、0.7外,其余39個參與定位臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。

        由2013年4月4日山西垣曲ML4.0地震震級偏差空間分布圖(見圖2c)可見,此次地震共有47個臺站參加定位,測定的單臺震級偏差整體較小,45個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣,其中ΔMij≤∣±0.3∣的占64%。只有北部的SHZ臺的震級偏差為-0.6,中部YAX臺的震級偏差為0.7。

        由2013年11月12日山西朔州ML3.9地震震級偏差空間分布圖(見圖2d)可見,參與此次地震定位的臺站有56個,這些單臺震級偏差比較小,除TIY臺、ZCH臺、SZZ臺和中部的GUJ臺震級偏差為-0.7外,其余52個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。

        由2014年4月4日的山西平遙ML4.1地震震級偏差空間分布圖(見圖2e)可見,此次地震共有55個臺站參與定位,其中53個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣。離震中最近的TAG臺偏差最大,為-0.8,南部的YJI臺震級偏差為-0.6。

        由2015年6月2日山西太原ML3.7地震震級偏差空間分布圖(見圖2f)可見,此次地震共有56個臺站參與定位,52個臺站的ΔMij≤∣±0.5∣,震中附近的JIC臺震級偏差最大,達-1.1。CHS臺和TAG臺為-0.6,北部的SHZ臺為-0.6。

        從6次典型震例的地震震級偏差空間分布圖來看,山西臺網(wǎng)單臺測定震級與臺網(wǎng)平均震級偏差較小,絕大多數(shù)ΔMij≤∣±0.5∣,這與山西臺網(wǎng)臺站的臺基全部為基巖密切相關。震級偏差最大的臺站是SHZ臺,此臺的震級低于平均震級,而且偏離平均震級值較大(造成SHZ臺震級偏小的原因,可以排除儀器和場地響應的影響,具體原因有待于進一步查明),其余臺站震級偏差不大。

        2.2 單臺震級校正值

        通過計算整理,得到山西地區(qū)各個臺站估算不同震級時的平均震級偏差值和震級校正值(見表2),在臺網(wǎng)的實際地震定位中,將根據(jù)具體情況給予校正。

        表2 各臺站的平均震級偏差值和震級校正值Table 2 Average magnitude deviation value and magnitude correction value of each station

        圖2 6次典型震例的震級偏差橫向分布圖Fig.2 Transverse distribution of magnitude deviation of 6 typical cases

        3 結論與討論

        通過計算2009年1月1日至2015年12月30日98次ML≥3.0近震單臺震級測定值與臺網(wǎng)平均震級之差,并繪制各次地震的單臺震級偏差橫向分布圖,分析得到:

        (1) 通過6次典型震例的單臺震級橫向分布圖得知,山西臺網(wǎng)各個臺站的震級與地震事件的平均震級偏差較小,初步認為這與山西臺網(wǎng)所選的臺站都是基巖臺密切相關。震級偏差最大的是SHZ臺,其震級低于平均震級,而且偏離平均震級值較大,其余臺站除震中附近個別臺站偏小以外,臺站震級偏差不大。

        (2) 對山西臺網(wǎng)57個臺站進行了震級校正,除KEL臺、YJI臺、ZEZ臺和SHZ臺的震級偏差較大外,其余臺站的震級偏差值均較小,這一研究結果將被應用到山西臺網(wǎng)日常的地震分析工作中。

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