蔡杏輝

（福建省地震局，福建 福州 350003）

福建臺網(wǎng)近震分析與地震速報

蔡杏輝

（福建省地震局，福建 福州 350003）

震相識別與分析是地震編目與速報的基礎(chǔ)，對福建臺網(wǎng)記錄的近震進(jìn)行了分析，用地震實(shí)例說明了不同距離、不同類型的地震震相特征，同時討論了福建臺網(wǎng)影響地震速報質(zhì)量的有關(guān)問題及改進(jìn)措施。

震相分析；福建臺網(wǎng)；地震速報；

引言

地震編目和速報是地震監(jiān)測的重要任務(wù)之一，是防震減災(zāi)工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。觀測資料評比成績?nèi)Q于觀測資料質(zhì)量的好壞，而測震人員的震相分析能力是地震編目及速報質(zhì)量的根本保證。福建臺網(wǎng)經(jīng)過 “十五”網(wǎng)絡(luò)項目改造后現(xiàn)有40個子臺，地震監(jiān)測能力有了很大提高，同時地震速報、地震分析、信息數(shù)據(jù)服務(wù)與發(fā)布等多項工作實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)化和集成化，極大地提高了地震資料的可靠性。但是福建臺網(wǎng)不僅承擔(dān)本責(zé)任區(qū)的編目與速報任務(wù)，還承擔(dān)臺灣地區(qū)地震的編目與速報任務(wù)，臺灣地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地震活躍，為地震多發(fā)地區(qū)。為做好地震震相分析和地震速報工作，本文對福建臺網(wǎng)記錄的典型近震震例進(jìn)行了分析和研究，歸納出不同區(qū)域地震的震相特征，針對影響地震速報質(zhì)量的問題，提出了改進(jìn)措施。

1 近震分析

圖1 簡化的地殼模型近震事件記錄到的主要震相射線路徑Fig.1 The major seismic phase ray paths for a simplified crust model near earthquake records

福建臺網(wǎng)編目和速報范圍主要包括福建本省、臺灣海峽南部、臺灣地區(qū)等。因此，本文主要對上述區(qū)域震例進(jìn)行分析研究。地震發(fā)生后，首先根據(jù)不同種類地震記錄圖的記錄面貌、振動持續(xù)時間等，大致判斷地震性質(zhì) （地方震、區(qū)域震或是遠(yuǎn)震），再依據(jù)各類地震特點(diǎn)對具體震相進(jìn)行識別。在近震范圍內(nèi)出現(xiàn)的主要震相是Pg、Sg；P11、S11；Pn、Sn和一定距離之后出現(xiàn)的LR、LQ。隨著震中距的不同，其出現(xiàn)的主要震相也不同。當(dāng)震中距Δ（以下同）小于40 km時，通常記錄到的地震波只有直達(dá)縱、橫波。當(dāng)40 km＜Δ＜70 km時，通常能記錄到直達(dá)縱、橫波和反射縱、橫波，到達(dá)順序?yàn)镻g、P11、Sg、S11。當(dāng)70 km＜Δ＜120 km時，通常震中距70 km時會出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，記錄圖上P11、S11振幅遠(yuǎn)大于Pg、Sg振幅。當(dāng)120km＜Δ＜500 km時，隨著震中距增大，首波作為第一震相到達(dá)，這一距離大約為120 km甚至更遠(yuǎn)，波到達(dá)順序?yàn)镻n、Pg、P11、Sn、Sg、S11。當(dāng)500 km＜Δ＜1000 km時，主要震相為Pn、Pg、Sn、Sg、Lg，這段特點(diǎn)為短周期面波發(fā)育，振幅大[1]。

圖2顯示了在20 km （DTJX）至140 km （SCCF）的震中距范圍內(nèi)，由福建臺網(wǎng)的7個臺 （根據(jù)震中距選?。┯涗浀母＝ㄓ来旱卣鸬挠涗泩D。震中距小于60 km的DTJX和DHTT臺僅記錄到Pg、Sg震相；震中距70～90 km的YOX和LOY臺記錄到Pg、P11、Sg、S11震相；震中距為102 km的QUZ臺僅記錄到Pg、Sg震相，沒有P11、S11出現(xiàn)，這是由于震中距達(dá)到一定距離時，傳播路程增加，反射波能量減弱，因此不易識別；震中距大于130 km的NAP臺和SCCF臺，Pn在Pg前到達(dá)，并且有較小的振幅，Sg震相明顯，而Sn震相由于幅度過小不易識別； Pg的周期為 0.14～0.54 s， Sg的周期為 0.18～0.62 s， P11、 S11的周期略大于 Pg、 Sg；事件記錄持續(xù)時間約為1 min。由于Pn易被誤認(rèn)為Pg，會引起地震定位錯誤，因此要特別指出第一個出現(xiàn)首波的NAP臺的Pg與Pn到時差僅為0.62 s，其tsg-tpg=16.0 s，震中距132.5 km。由此可大致得到該震區(qū)首波出現(xiàn)臨界距離為130 km左右，對福建臺網(wǎng)記錄的該區(qū)域地震的分析中，可將震中距130 km或Sg與Pg到時差為16 s作為首波出現(xiàn)的一個參考值。

圖2 2007年8月29日福建永春ML4.7級地震記錄Fig.2 Records of Yongchun ML4.7 earthquake in Fujian on August 29,2007

圖3顯示了在180 km （DOS）至450 km （CHT）的震中距范圍內(nèi)，由福建臺網(wǎng)的7個臺 （根據(jù)震中距選?。┯涗浀呐_灣海峽南部地震的地震波。初至臺為DOS臺，其Sn與Pn到時差為21 s；各臺記錄的主要震相為Pn、Pg、Sn、Sg，個別臺的P11震相發(fā)育 （如PIH臺和HUI臺），其P11振幅比Pg振幅大，易誤認(rèn)為Pg；各臺Pn、Sn幅度明顯小于Pg、Sg；從震中距325.2 km的YOD臺開始，Pn和Sn振幅相對其它臺有所增大；Pn的周期為0.14～0.46 s， Sn的周期為 0.18～0.74 s， Pg的周期為 0.16～0.44 s， Sg的周期為 0.28～0.68 s； 事件記錄持續(xù)時間約為2 min。

圖3 2005年4月4日臺灣海峽南部ML4.5級地震記錄Fig.3 Records of earthquake with ML=4.5 in southern Taiwan Strait on April 4,2005

圖4顯示了在200 km （PTNR）至510 km （PCNP）的震中距范圍內(nèi)，由福建臺網(wǎng)的7個臺 （根據(jù)震中距選取）記錄的臺灣南投地震的地震波。初至臺為PTNR臺，其Sn與Pn到時差為22 s；震中距202 km的PTNR臺至震中距344 km的PTNR臺記錄的主要震相為Pn和Sn震相，近臺Pg震相清晰 （PTNR和HAJF臺），其它臺Pg和Sg震相不易識別。震中距大于420 km的YAXT等臺除記錄到Pn和Sn震相外，其短周期面波Lg發(fā)育，并且振幅較大,說明臺灣地震震中距達(dá)到一定距離的臺站有面波發(fā)育；Pn的周期為0.36～0.63 s，Sn的周期為0.14～0.44 s；事件記錄持續(xù)時間約為4 min。

圖5是一個震源深度為117 km的臺灣中深源地震，該地震不存在上述討論的地殼震相。首先到達(dá)的縱波和橫波，像遠(yuǎn)震一樣，為P波S波，震相尖銳衰減快，無面波發(fā)育；P的周期為 0.25～0.53 s， S的周期為 0.31～0.66 s。

通過以上震例，說明了福建臺網(wǎng)記錄的不同距離、不同類型的地震震相特征。分析人員掌握了本臺網(wǎng)記錄的近震波形特點(diǎn)，在實(shí)際工作中無論地震編目還是速報都能心中有數(shù)，做到舉一反三。

圖4 2009年11月5日臺灣南投ML6.0級地震記錄Fig.4 Records of Nantou ML6.0 earthquake in Taiwan on November 5,2009

圖5 2010年7月9日臺灣宜蘭ML4.9級中深源地震記錄Fig.5 Records of Yilan ML4.9 earthquake in Taiwan,a middling deep-focal earthquake,on July 9,2010

2 地震速報

地震速報是地震監(jiān)測工作首要任務(wù)，直接體現(xiàn)了地震部門防震減災(zāi)工作的成效。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防震減災(zāi)公益性工作越來越重要，地震速報的顯示度和影響面也越來越廣，責(zé)任重大，一旦出錯負(fù)面影響很大。目前從事速報工作的人員普遍認(rèn)為心理壓力大，地震速報會因各種情況造成漏報、錯報、超時現(xiàn)象。福建臺網(wǎng)實(shí)時速報系統(tǒng)和信息發(fā)布平臺的研制和使用，為福建臺網(wǎng)地震速報創(chuàng)造了良好的條件，有效保證了地震速報質(zhì)量。由于地震速報是一個綜合性很強(qiáng)的工作，環(huán)節(jié)較多，速報的質(zhì)量不僅取決于速報平臺集成水平，還取決于值班員的業(yè)務(wù)水平、臨震心理素質(zhì)以及信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)的暢通。

2.1 福建臺網(wǎng)地震速報流程

地震警報器響起后，應(yīng)同時觀察前臺機(jī)及實(shí)時速報系統(tǒng)，判斷事件類型 （地震或爆破）及地震類型 （網(wǎng)內(nèi)震或網(wǎng)外震）。若是網(wǎng)內(nèi)地震，直接采用實(shí)時速報系統(tǒng)定位結(jié)果發(fā)布地震信息；若是網(wǎng)外地震，使用MSDP軟件進(jìn)行人工分析定位；應(yīng)用信息發(fā)布軟件一鍵完成發(fā)布速報地震參數(shù) （上EQIM、手機(jī)短信發(fā)布、上局域網(wǎng)）；重新打開地震波形，檢查是否有后續(xù)地震；完成地震速報后根據(jù)速報檢查表內(nèi)容對速報的每個環(huán)節(jié)逐項檢查。地震速報流程如圖6所示。

圖6 地震速報流程圖Fig.6 The flow chart of earthquake rapid report

2.2 影響地震速報質(zhì)量的問題和應(yīng)對措施

當(dāng)遇到地震特別是有感地震，由于有感地震對社會影響大因此責(zé)任更加重大，外來電話咨詢和外界人員的參觀，會使值班員都會變得緊張[2]，如不能保持冷靜，則往往會更加緊張以至思維混亂，不知所措。因此對速報過程中可能出現(xiàn)影響速報質(zhì)量的問題進(jìn)行分析總結(jié)是很有必要的。筆者認(rèn)為主要可分為2大類：第一類歸結(jié)為地震分析過程可能出現(xiàn)的問題，具體包括雙震疊加等震相復(fù)雜地震，導(dǎo)致定位分析錯誤或定位殘差值較大；事件類型識別錯誤，如地震識別成爆破，造成漏報；兩個事件由于間隔時間近，警報只響一次，分析人員只分析前者而漏報后者；人機(jī)交互地震分析軟件故障或錯誤操作，造成定位錯誤或死機(jī)。第二類歸結(jié)為地震信息發(fā)布過程可能出現(xiàn)的問題，具體包括 信息發(fā)布平臺故障或網(wǎng)絡(luò)故障無法發(fā)布地震參數(shù)；信息發(fā)布軟件使用不當(dāng)導(dǎo)致發(fā)布錯誤的地震參數(shù)。

針對以上各種可能情況提出如下應(yīng)對措施：①值班員值班期間應(yīng)具有良好的精神狀態(tài)和高度責(zé)任心，每天值班時首先檢查所有速報相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證設(shè)備的工作正常。地震速報時應(yīng)保持平靜心態(tài)，嚴(yán)格按速報工作流程操作，首先大致判明事件性質(zhì)，地震分析時不過于追求速報精度和速度，信息發(fā)布時認(rèn)真核對地震參數(shù)，地震速報完成后按檢查表內(nèi)容對速報的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行逐項檢查，如檢查后續(xù)波形防止漏分后續(xù)地震等。②加強(qiáng)測震學(xué)方面知識，在日常工作中注意積累疑難震相，提高地震震相分析水平，達(dá)到熟能生巧，這樣在地震速報時才能做到正確識別事件類型，即使出現(xiàn)復(fù)雜震相都能短時間內(nèi)定位成功，不用多次修改。掌握計算機(jī)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識，有助于解決網(wǎng)絡(luò)故障；熟悉人機(jī)交互地震分析軟件應(yīng)用，能使分析人員的地震分析過程合理和簡潔，避免錯誤操作。③對各種已知的突發(fā)軟硬件故障情況及應(yīng)對措施熟練掌握，通過崗位練兵模擬各種突發(fā)狀況，提高應(yīng)變能力。人機(jī)交互地震分析軟件故障時，采用速報備機(jī)分析；信息發(fā)布平臺無法使用時，采用 “EQIMProcess”軟件發(fā)布速報結(jié)果，需要注意的是要知道速報結(jié)果文件存放的路徑；EQIM系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)故障，則按速報規(guī)程要求采用傳真或電話方式上報速報結(jié)果。

3 結(jié)速語

隨著 “十五”臺網(wǎng)運(yùn)行及后續(xù)臺站建設(shè)，加大了觀測密度，進(jìn)一步提高了臺網(wǎng)的監(jiān)測能力，加之?dāng)?shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)的集成化與網(wǎng)絡(luò)化，這些都為地震編目與速報質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。同時要求我們的業(yè)務(wù)水平、管理培訓(xùn)機(jī)制等多方面要適應(yīng)新的環(huán)境要求，產(chǎn)出的地震數(shù)據(jù)資料質(zhì)量要進(jìn)一步提高，做好防震減災(zāi)的基礎(chǔ)性工作。

［1］中國地震局監(jiān)測預(yù)報司.2007.地震學(xué)與地震觀測 ［M］.北京：地震出版社

［2］葉繁英，林偉.地震速報中的心理淺析 ［J］.華南地震,2003（4）：96-106

The Near Earthquake Analysis and Earthquake Rapid Report of the Fujian Digital Seismological Station Net

CAI Xinghui

(Earthquake Administration of Fujian Province,Fuzhou 35003,China)

Seismic phase analysis and identification are the basis of earthquake catalogue and rapid report.This article firstly analyzed the near earthquake waveform recorded by Fujian Networks.Then,the paper explained the seismic phase features with different distances and different types of phases by earthquake cases.Finally,the paper pointed out the current problems in the earthquake rapid report of Fujian seismic station and gave some improvement measures which had important significances to improve the quality of earthquake catalogue and rapid report.

Phase analysis;Fujian seismic station net;Earthquake fast report

P315.730.5

A

1001-8662（2011）02-0054-07

2010-10-21

蔡杏輝，男，1976年生，工程師.主要從事地震監(jiān)測工作.E-mail：13870511@sina.com.