利用宽频带数字地震资料测定地震震级的方法研究
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料, 测定 了 5 1 3 8 . 级 地震 的 宽频 带 面波 震 级 Ms B ) 2 3 个 . ~8 7 ( B 、 0S面波 震级 Ms 2 ) 短周 (0 、
期体 波震 级
和宽频 带体 波震 级 m B ) 并 使用 正 交 回归 方法 , 它 们 与 中 国地 震 台 网测 (B , 将
是有 限 频
带宽 度 的震 级 , 要通 过仿 真方法 测定 , 需 测定 地震 波 的周 期 范 围小 于 3S ;B ) 宽频 带 体 ; (B 是 2 1 短周 期体 波震 级 mh .
2 1 1 计 算公 式 。m .. 为 短周期 体波 震级 , 使 用 宽频 带 数字 地震 记 录 仿真 世 界标 准 地震 台 要 网( WWS N) S 短周期 ( P 位 移记 录 , 后测量 P波最大 振 幅和相应 周期 , S) 然 其计算 公式 为
2 体 波 震 级
新 的体 波震级 有短周 期体 波震 级 m 和宽频 带体波 震级 /e B ) 既考虑 到 有 限频带 宽 度 f(B , t 的震级 , 量确保震 级 测定 的连续 性 , 尽 又充 分利 用 宽 频带 数 字地 震 记 录 的特点 。
波震级 , 测定 地震 波 的周期 范 围为 0 2 OS 间 。 . —3 之
一
l ( T)+ Q( ) g A/ A,
i < 3 0S 2 。 △ < 1 0 ) T . , 1 < 0。
() 2
式 中 , 为经 过仿真 后 P波地 面位 移 的最 大振 幅 , 位 为 f T 为地震 波 周期 , 位 为 S△ 为 A 单 t m; 单 ;
震 中距 , 单位 为。h为震 源深 度 , 位为 k Q( , 为垂 直 向记 录 的 P波 的量规 函数 ( tn ; 单 m; Z ) X Gue — b r n ihe ,1 5 ) 与传 统 的量 规 函数一样 。 ega dR c tr 9 6 ,
Ma nt d s) 研 究宽 频带 数字 地震 资 料 震 级测 定 问 题 。经 过几 年 的努 力 ,AS E 震 级 工 作 gi e , u I PI 组做 了 大量基 础性 研究 , 累 了大量 实 际观测 资 料 , 于 2 0 提 出新 的震 级标 度 和测 量 方 积 并 0 3年
2 面波震级 Ms 2 )宽频带 面波震级 MsB ) 0s (O 、 ( B 和矩 震级 M 的测定 方法 。
本研 究 提 出的震级 测定 方法 主要基 于两方 面 的考 虑 , 是要 保 持我 国地 震震 级 测定 的连 一
续 性 , 是要 积极 采用 I P I 推 荐 震 级 的测 定 方 法 , 分 利 用 宽频 带 数 字 地 震 记 录 的 特 二 AS E 新 充
震, 震源 深度 为 1 m。图 1为宾 县地震 台原 始 宽频 带 波 形记 录 , 中距 为 3 . 。 6k 震 3 9 。在 计 算 短
周 期体 波震 级 m 时 , 把原 始 的宽 频 带 记 录 仿 真 成 WWS N—P位 移记 录 , 要 S S 仿真 后 的位 移记 录见 图 2 然后将 P波部分 放大 , 图 3 量取 P波全 部震相 序列 的双振 幅 2 , 见 , B及 其对应 的周 期值 T, 据仪器 的传递 函数计算 地动位移 的最 大振 幅 A, 根 按公 式 () 2 即可计算 mb 。 此处 P波最大振 幅与传 统 的测量 方 法不 同, P波全 部 震相 序列 的最大 振 幅 , 指 包括 P p 、 、P s , 至可 以为 P P及 其尾波 , P甚 c 一般 取在 P P波之前 , 从垂 直 向量取 , 对震 源深度没有 严格 限制 。 2 1 3 新 旧震级 的差别 。由于测定 P波 周期 与振 幅范 围 的扩大 , 的 m 我 国传 统 的 mh .. 新 与 存
球 的地震 观 测进入 数 字时 代 。由于数 字地 震 仪器具 有频 带宽 、 动态范 围大 等特点 , 推动地 学 在
研究 方 面发挥 了重要作 用 。但数 字 化地震 台网投 入观 测 以后 , 震相识 别 、 在 震级 计算 等方 面又 出现一些 新 的 问题 需要 解决 , 别是 震级计 算 问题 引起 各 个 国家 的普 遍关 注 , 引起 I P I 特 更 AS E 的高度重 视 ,A P I 2 0 I S E 于 0 1年 成 立 了 由 1 3名专 家组 成 的震 级 工 作 组 ( r igGru n Wokn o po
在一 定的差别 。根 据对 比研究 ( oma ne a,0 9 , 的 m 与我 国传统 的 m 转换公式 如下 。 B r n t l2 0 ) 新
一
,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
充 分 发 挥 宽 频 带 数 字 地 震 资 料 优 势 , 中 国 震 级 测 定 与 国际 接 轨 。 使
关键 词 体 波震 级 ; 面波 震 级 ; 震 级 矩
0 引 言
20 0 0年 以后 , 界 上许 多 国家 的地 震 台站 基本 完 成 了 由模 拟 记 录 向数 字 记 录 的转 变 , 世 全
定 的 面波震 级
与
、 体波震 级 与 m 进 行 回归分析 ( o ma ne l2 0 ) B r n t ,0 9 。本研 究基 a
于我 国传 统震级 的测定 方法和 I S E 新推荐震 级的测定方法 , AP I 根据我们 与 P t oma n教授 e rB r n e 的研究工作 , 出我 国地震 台网地方 性震 级 ML 短 周期体 波震 级 、 频带体 波震级 m ( B 、 提 、 宽 B )
点, 使我 国的震级 测定工 作 与 国际接 轨 。为便 于对 比 , 在文 中我 国地震 台 网测 定 的短周期 体 波
震级用 m 表示 , 中长周期 体波 震级用 m 表示 , 面波震 级用 M 和 表示 。
1 地 方性 震 级
M 为地 方性震 级 , 球范 围 内不 做 统~ 规 定 ,AS E 推荐 的公 式 与 1 3 全 I PI 9 5年 Ri tr c e 提 h
基 金 项 目 : 震 行 业 科 研 专 项 ( 0 7 8 3 ) 地震 行 业 科 研 专 项 (0 7 8 2 ) 地 2 0 00 7 、 2 0 0 0 4 本 文 收 到 日期 :0 o1-0 2 1一22
地
震
地
磁
观
测
与
研
究
定 的震级 有着很 好 的对应 关 系 。 为使 我 国的震级 测定 逐步 与 国际接轨 , P trB r n 在 ee oma n教授 的指 导下 , 国地 震 台网 中 中 心 采用 I P I 推荐 的 震 级标 度 , AS E 新 利用 国家 地 震 台网 2 0 2 0 0 1 0 7年 的 宽频 带 数 字 地 震 资
d i 1 . 9 9 j is . 0 33 4 . 0 1 0 . 0 o : 0 3 6 / . sn 1 0 — 2 6 2 1 . 3 0 1
利 用 宽频 带数 字地 震 资料 测 定 地 震 震 级 的方 法研 究
刘 瑞 丰 任 克 新 张 立 文 韩 雪 君
徐 志 国 孙 丽 任 枭 刘 敬 光
定 方法 。建 议 : I S E 新 推 荐 的 短 周 期 体 波 震 级 弛 和 宽 频 带 体 波 震 级 ( B , 别 取 代 中 用 AP I B )分 国传统 的短 周 期 体 波 震 级 m 和 中 长 周 期 体 波 震 级 m ; I P I 推 荐 的 2 n 用 AS E 新 0S面 波 震 级 Ms 2 ) 宽频 带 面 波 震 级 ( B , 别 取 代 中 国传 统 面 波 震 级 Ms与 Ms 为使 震 级 测 定 规 范 统 (0 、 B) 分 。 给 出新 的震 级 计 算 公 式 和测 定 方法 , 给 出新 旧震 级 之 间 的转 换 公 式 。采 用 新 震 级 标 度 , 以 并 可
出 的震 级公 式基 本一 致 。为保证 我 国地 方性 震级 的一致 性 , 测定 方 法继 续 沿用 我 国传 统 测 其
定方 法 。
地方 性震 级使 用仿真 D 1短周 期位 移记 录的 s波 ( I 最 大振 幅测定 , D- 或 堰) 计算 公式为
M L— l )+ R( g A C △) () 1
带体 波震 级 e B ) 2 面波 震级 ( 0 、 频带 面波震 级 ( B 和矩 震级 Mw I P I ( B 、0S 2 )宽 B) (AS E , 20 ) 0 5 。中 国地 震 台 网测 定 的震 级 有 近 震 震 级 ML 短 周 期 体 波震 级 m 、 长周 期 体 波震 级 、 中
式 中 , 为南北 向和东西 向 s L ) A ( g 波最 大地 动位移 的算 数平 均 值 , p 为单 位 , 以 t m 两水 平 向最 大 振幅不 一定 同时 到达 , 振幅 大于 干扰水 平 2 以上才 予 以测定 ; a) 倍 尺( 为量 规 函数 ( 国地震 S 中
局 ,0 1 。 2 0 )
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
第 3 2卷 第 3期 2 1 年 01 6 月
SEI SM O LO GI CAL ND A GE0M AG NETI C 0BSER VA T1 0N ND A RESEARCH
Vo. NO 1 32 .3
J n u.
2 1 0 1
( 国北 京 10 4 中 0 0 5中 国 地 震 台 网 中 心 ) 摘 要 在 国际 地 震 学 与 地 球 内部 物 理 学 联 合 会 (A P I 新 推 荐 震 级 标 度 在 中 国 地 震 台 网 中心 应 I S E) 用 的 基 础 上 , 出 中 国地 震 台 网 地 震 震 级 测 定 方 法 。研 究 指 出 , 方 性震 级 提 地 与不 同地 区 的地 震 波衰减特性具有密切关系 , 域性特征明显 , 区 为保 证 中 国地 方 性 震 级 的 一 致 性 , 沿 用 中 国 传 统 测 宜
法 。2 0 年 1 05 0月在 智利圣 地 亚哥 召开 的 I P I 议 上 ,AS E 地 震 观 测 与资 料解 释 委 员 AS E 会 I P I 会 ( 写 为 C S I通 过 了震级 工 作 组 提 出 的新 的震 级 标 度 及其 测 量 方 法 (AS E , 0 5 , 缩 oO) I P I2 0 ) 并 推荐 给各个 国家使 用 。 I P I 推荐 的震 级有 地方 性震 级 ML 区域 L AS E 新 、 g波 震级 m ( 短 周期 体波震 级 mb宽频 、 、
该 计算 公式 与传 统 的 m 震级 公式 没有差 别 , 只是 测 量振 幅的 范 围有所 扩 大 , P波 全 部 为
震 相 序列 的最大 振幅 。
第 3期
刘 瑞 丰等 : 用 宽 频 带 数 字 地 震 资料 测 定 地震 震 级 的 方 法 研 究 利
2 1 2 测量 方法 。2 0 .. 0 9年 9月 2 1日 0 8时 5 3分 ( 调 世 界 时 间 , C) 丹 发 生 Ms6 5 协 UT 不 . 地
me 面 波震 级 Ms Ms, 、 与 目前矩 震级 Mw也 逐步 在 国家地 震 台网 中心和部 分 区域 地震 台 网中
心 作 为新参 数产 出 。因此 , 区域 L 除 g波 震 级 以外 ,AS E 新 推 荐 的震级 与 中 国地震 台 网测 I P I
作者简介 : 瑞丰(92 )男 , 刘 1 6 一 , 研究 员 , 要从 事 数字 地 震 资 料 分 析 处 理 、 震 震 级 测 定 等 方 面研 究 工 作 主 地
期体 波震 级
和宽频 带体 波震 级 m B ) 并 使用 正 交 回归 方法 , 它 们 与 中 国地 震 台 网测 (B , 将
是有 限 频
带宽 度 的震 级 , 要通 过仿 真方法 测定 , 需 测定 地震 波 的周 期 范 围小 于 3S ;B ) 宽频 带 体 ; (B 是 2 1 短周 期体 波震 级 mh .
2 1 1 计 算公 式 。m .. 为 短周期 体波 震级 , 使 用 宽频 带 数字 地震 记 录 仿真 世 界标 准 地震 台 要 网( WWS N) S 短周期 ( P 位 移记 录 , 后测量 P波最大 振 幅和相应 周期 , S) 然 其计算 公式 为
2 体 波 震 级
新 的体 波震级 有短周 期体 波震 级 m 和宽频 带体波 震级 /e B ) 既考虑 到 有 限频带 宽 度 f(B , t 的震级 , 量确保震 级 测定 的连续 性 , 尽 又充 分利 用 宽 频带 数 字地 震 记 录 的特点 。
波震级 , 测定 地震 波 的周期 范 围为 0 2 OS 间 。 . —3 之
一
l ( T)+ Q( ) g A/ A,
i < 3 0S 2 。 △ < 1 0 ) T . , 1 < 0。
() 2
式 中 , 为经 过仿真 后 P波地 面位 移 的最 大振 幅 , 位 为 f T 为地震 波 周期 , 位 为 S△ 为 A 单 t m; 单 ;
震 中距 , 单位 为。h为震 源深 度 , 位为 k Q( , 为垂 直 向记 录 的 P波 的量规 函数 ( tn ; 单 m; Z ) X Gue — b r n ihe ,1 5 ) 与传 统 的量 规 函数一样 。 ega dR c tr 9 6 ,
Ma nt d s) 研 究宽 频带 数字 地震 资 料 震 级测 定 问 题 。经 过几 年 的努 力 ,AS E 震 级 工 作 gi e , u I PI 组做 了 大量基 础性 研究 , 累 了大量 实 际观测 资 料 , 于 2 0 提 出新 的震 级标 度 和测 量 方 积 并 0 3年
2 面波震级 Ms 2 )宽频带 面波震级 MsB ) 0s (O 、 ( B 和矩 震级 M 的测定 方法 。
本研 究 提 出的震级 测定 方法 主要基 于两方 面 的考 虑 , 是要 保 持我 国地 震震 级 测定 的连 一
续 性 , 是要 积极 采用 I P I 推 荐 震 级 的测 定 方 法 , 分 利 用 宽频 带 数 字 地 震 记 录 的 特 二 AS E 新 充
震, 震源 深度 为 1 m。图 1为宾 县地震 台原 始 宽频 带 波 形记 录 , 中距 为 3 . 。 6k 震 3 9 。在 计 算 短
周 期体 波震 级 m 时 , 把原 始 的宽 频 带 记 录 仿 真 成 WWS N—P位 移记 录 , 要 S S 仿真 后 的位 移记 录见 图 2 然后将 P波部分 放大 , 图 3 量取 P波全 部震相 序列 的双振 幅 2 , 见 , B及 其对应 的周 期值 T, 据仪器 的传递 函数计算 地动位移 的最 大振 幅 A, 根 按公 式 () 2 即可计算 mb 。 此处 P波最大振 幅与传 统 的测量 方 法不 同, P波全 部 震相 序列 的最大 振 幅 , 指 包括 P p 、 、P s , 至可 以为 P P及 其尾波 , P甚 c 一般 取在 P P波之前 , 从垂 直 向量取 , 对震 源深度没有 严格 限制 。 2 1 3 新 旧震级 的差别 。由于测定 P波 周期 与振 幅范 围 的扩大 , 的 m 我 国传 统 的 mh .. 新 与 存
球 的地震 观 测进入 数 字时 代 。由于数 字地 震 仪器具 有频 带宽 、 动态范 围大 等特点 , 推动地 学 在
研究 方 面发挥 了重要作 用 。但数 字 化地震 台网投 入观 测 以后 , 震相识 别 、 在 震级 计算 等方 面又 出现一些 新 的 问题 需要 解决 , 别是 震级计 算 问题 引起 各 个 国家 的普 遍关 注 , 引起 I P I 特 更 AS E 的高度重 视 ,A P I 2 0 I S E 于 0 1年 成 立 了 由 1 3名专 家组 成 的震 级 工 作 组 ( r igGru n Wokn o po
在一 定的差别 。根 据对 比研究 ( oma ne a,0 9 , 的 m 与我 国传统 的 m 转换公式 如下 。 B r n t l2 0 ) 新
一
,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
充 分 发 挥 宽 频 带 数 字 地 震 资 料 优 势 , 中 国 震 级 测 定 与 国际 接 轨 。 使
关键 词 体 波震 级 ; 面波 震 级 ; 震 级 矩
0 引 言
20 0 0年 以后 , 界 上许 多 国家 的地 震 台站 基本 完 成 了 由模 拟 记 录 向数 字 记 录 的转 变 , 世 全
定 的 面波震 级
与
、 体波震 级 与 m 进 行 回归分析 ( o ma ne l2 0 ) B r n t ,0 9 。本研 究基 a
于我 国传 统震级 的测定 方法和 I S E 新推荐震 级的测定方法 , AP I 根据我们 与 P t oma n教授 e rB r n e 的研究工作 , 出我 国地震 台网地方 性震 级 ML 短 周期体 波震 级 、 频带体 波震级 m ( B 、 提 、 宽 B )
点, 使我 国的震级 测定工 作 与 国际接 轨 。为便 于对 比 , 在文 中我 国地震 台 网测 定 的短周期 体 波
震级用 m 表示 , 中长周期 体波 震级用 m 表示 , 面波震 级用 M 和 表示 。
1 地 方性 震 级
M 为地 方性震 级 , 球范 围 内不 做 统~ 规 定 ,AS E 推荐 的公 式 与 1 3 全 I PI 9 5年 Ri tr c e 提 h
基 金 项 目 : 震 行 业 科 研 专 项 ( 0 7 8 3 ) 地震 行 业 科 研 专 项 (0 7 8 2 ) 地 2 0 00 7 、 2 0 0 0 4 本 文 收 到 日期 :0 o1-0 2 1一22
地
震
地
磁
观
测
与
研
究
定 的震级 有着很 好 的对应 关 系 。 为使 我 国的震级 测定 逐步 与 国际接轨 , P trB r n 在 ee oma n教授 的指 导下 , 国地 震 台网 中 中 心 采用 I P I 推荐 的 震 级标 度 , AS E 新 利用 国家 地 震 台网 2 0 2 0 0 1 0 7年 的 宽频 带 数 字 地 震 资
d i 1 . 9 9 j is . 0 33 4 . 0 1 0 . 0 o : 0 3 6 / . sn 1 0 — 2 6 2 1 . 3 0 1
利 用 宽频 带数 字地 震 资料 测 定 地 震 震 级 的方 法研 究
刘 瑞 丰 任 克 新 张 立 文 韩 雪 君
徐 志 国 孙 丽 任 枭 刘 敬 光
定 方法 。建 议 : I S E 新 推 荐 的 短 周 期 体 波 震 级 弛 和 宽 频 带 体 波 震 级 ( B , 别 取 代 中 用 AP I B )分 国传统 的短 周 期 体 波 震 级 m 和 中 长 周 期 体 波 震 级 m ; I P I 推 荐 的 2 n 用 AS E 新 0S面 波 震 级 Ms 2 ) 宽频 带 面 波 震 级 ( B , 别 取 代 中 国传 统 面 波 震 级 Ms与 Ms 为使 震 级 测 定 规 范 统 (0 、 B) 分 。 给 出新 的震 级 计 算 公 式 和测 定 方法 , 给 出新 旧震 级 之 间 的转 换 公 式 。采 用 新 震 级 标 度 , 以 并 可
出 的震 级公 式基 本一 致 。为保证 我 国地 方性 震级 的一致 性 , 测定 方 法继 续 沿用 我 国传 统 测 其
定方 法 。
地方 性震 级使 用仿真 D 1短周 期位 移记 录的 s波 ( I 最 大振 幅测定 , D- 或 堰) 计算 公式为
M L— l )+ R( g A C △) () 1
带体 波震 级 e B ) 2 面波 震级 ( 0 、 频带 面波震 级 ( B 和矩 震级 Mw I P I ( B 、0S 2 )宽 B) (AS E , 20 ) 0 5 。中 国地 震 台 网测 定 的震 级 有 近 震 震 级 ML 短 周 期 体 波震 级 m 、 长周 期 体 波震 级 、 中
式 中 , 为南北 向和东西 向 s L ) A ( g 波最 大地 动位移 的算 数平 均 值 , p 为单 位 , 以 t m 两水 平 向最 大 振幅不 一定 同时 到达 , 振幅 大于 干扰水 平 2 以上才 予 以测定 ; a) 倍 尺( 为量 规 函数 ( 国地震 S 中
局 ,0 1 。 2 0 )
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
第 3 2卷 第 3期 2 1 年 01 6 月
SEI SM O LO GI CAL ND A GE0M AG NETI C 0BSER VA T1 0N ND A RESEARCH
Vo. NO 1 32 .3
J n u.
2 1 0 1
( 国北 京 10 4 中 0 0 5中 国 地 震 台 网 中 心 ) 摘 要 在 国际 地 震 学 与 地 球 内部 物 理 学 联 合 会 (A P I 新 推 荐 震 级 标 度 在 中 国 地 震 台 网 中心 应 I S E) 用 的 基 础 上 , 出 中 国地 震 台 网 地 震 震 级 测 定 方 法 。研 究 指 出 , 方 性震 级 提 地 与不 同地 区 的地 震 波衰减特性具有密切关系 , 域性特征明显 , 区 为保 证 中 国地 方 性 震 级 的 一 致 性 , 沿 用 中 国 传 统 测 宜
法 。2 0 年 1 05 0月在 智利圣 地 亚哥 召开 的 I P I 议 上 ,AS E 地 震 观 测 与资 料解 释 委 员 AS E 会 I P I 会 ( 写 为 C S I通 过 了震级 工 作 组 提 出 的新 的震 级 标 度 及其 测 量 方 法 (AS E , 0 5 , 缩 oO) I P I2 0 ) 并 推荐 给各个 国家使 用 。 I P I 推荐 的震 级有 地方 性震 级 ML 区域 L AS E 新 、 g波 震级 m ( 短 周期 体波震 级 mb宽频 、 、
该 计算 公式 与传 统 的 m 震级 公式 没有差 别 , 只是 测 量振 幅的 范 围有所 扩 大 , P波 全 部 为
震 相 序列 的最大 振幅 。
第 3期
刘 瑞 丰等 : 用 宽 频 带 数 字 地 震 资料 测 定 地震 震 级 的 方 法 研 究 利
2 1 2 测量 方法 。2 0 .. 0 9年 9月 2 1日 0 8时 5 3分 ( 调 世 界 时 间 , C) 丹 发 生 Ms6 5 协 UT 不 . 地
me 面 波震 级 Ms Ms, 、 与 目前矩 震级 Mw也 逐步 在 国家地 震 台网 中心和部 分 区域 地震 台 网中
心 作 为新参 数产 出 。因此 , 区域 L 除 g波 震 级 以外 ,AS E 新 推 荐 的震级 与 中 国地震 台 网测 I P I
作者简介 : 瑞丰(92 )男 , 刘 1 6 一 , 研究 员 , 要从 事 数字 地 震 资 料 分 析 处 理 、 震 震 级 测 定 等 方 面研 究 工 作 主 地