■劉萍麗

（新疆呼圖壁縣地震辦公室新疆昌吉831200）

數(shù)字地震儀在地震分析中的應(yīng)用

■劉萍麗

（新疆呼圖壁縣地震辦公室新疆昌吉831200）

近年來(lái)，隨著我國(guó)數(shù)碼科技的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在地震分析工作中也得到了非常重要的應(yīng)用，催生出了越來(lái)越多的數(shù)字地震儀，使地震記錄變得數(shù)字化。數(shù)字地震儀采用了高級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)和磁帶記錄技術(shù)，它可以直接獲取一系列地震數(shù)字記錄，從而取代傳統(tǒng)地震儀的連續(xù)記錄。呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)自2000年7月中旬起全面展開(kāi)數(shù)字化建設(shè)，目前已經(jīng)取得了較為顯著的成果，本文主要結(jié)合呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)的實(shí)際情況對(duì)數(shù)字地震儀在地震分析中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望能夠?qū)ξ覈?guó)的地震分析工作帶來(lái)一定助益。

數(shù)字地震儀地震分析應(yīng)用

地震儀是一種用于監(jiān)視地震的發(fā)生以及記錄地震的相關(guān)參數(shù)的儀器，我國(guó)自東漢時(shí)代起就擁有了第一臺(tái)地震儀——張衡所制作的地動(dòng)儀，同時(shí)這也是世界上最早的地震儀。到了近現(xiàn)代，隨著科技的發(fā)展，地震儀的種類和功能也越來(lái)越多元化，出現(xiàn)了諸如光點(diǎn)記錄地震儀、模擬磁帶記錄地震儀、遙測(cè)地震儀、數(shù)字地震儀以及全數(shù)字遙測(cè)地震儀等現(xiàn)代化的地震儀。尤其是數(shù)字地震儀的出現(xiàn)和發(fā)展，大大簡(jiǎn)化了地震分析工作，提高了地震分析業(yè)績(jī)。以下筆者就結(jié)合呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)簡(jiǎn)單談一談數(shù)字地震儀在地震分析中的應(yīng)用。

1 呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀

呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)位于呼圖縣，以往本地震臺(tái)網(wǎng)所使用的常規(guī)地震儀主要是573型熏煙記錄地震儀，但由于呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)所處的地理位置比較特殊，因此多年來(lái)地震分析評(píng)比名次都難以提升。為了改善傳統(tǒng)地震儀的缺陷和不足，進(jìn)一步提高地震分析業(yè)績(jī)，呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)自2000年7月中旬起全面展開(kāi)數(shù)字化建設(shè)，歷時(shí)四個(gè)多月，至11月底基本完成了臺(tái)網(wǎng)設(shè)備的安裝和調(diào)試等工作，自12月15日起進(jìn)入試運(yùn)行，12月25日起進(jìn)入考核運(yùn)行，直至2001年8月起正式向新疆地震局提出臺(tái)網(wǎng)驗(yàn)收申請(qǐng)，10月驗(yàn)收通過(guò)。2002年1月，呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)正式使用了數(shù)字波形技術(shù)進(jìn)行地震分析工作，后歷經(jīng)三年多時(shí)間的實(shí)踐觀測(cè)與對(duì)比，發(fā)現(xiàn)整體工作業(yè)績(jī)得到了大大提高。目前，呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)基本完成，在對(duì)數(shù)字地震儀的應(yīng)用過(guò)程中克服了網(wǎng)絡(luò)建立、地震分析、地震定位、震級(jí)計(jì)算、數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、數(shù)據(jù)回放、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、地震報(bào)告編輯以及大震速報(bào)等方面的許多技術(shù)難題。在相關(guān)技術(shù)條件的支持下，呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)的數(shù)字地震分析工作得以順利開(kāi)展，在地震分析評(píng)比中的名次也得到了較大的提升。

2 利用數(shù)字地震儀開(kāi)展地震分析工作的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字地震儀采用了高級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)和磁帶記錄技術(shù)，它可以直接獲取一系列地震數(shù)字記錄，從而取代傳統(tǒng)地震儀的連續(xù)記錄。數(shù)字地震儀的頻帶寬度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)地震儀，利用數(shù)字地震儀可以更大范圍地動(dòng)態(tài)觀測(cè)到地震區(qū)情況，同時(shí)其還更加利于計(jì)算機(jī)處理，以及可進(jìn)行數(shù)字濾波和仿真標(biāo)準(zhǔn)地震儀，這極大地豐富了地震臺(tái)網(wǎng)的地震觀測(cè)報(bào)告內(nèi)容，能夠促使地震分析工作邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

3 數(shù)字地震儀在地震分析中的應(yīng)用方法

由于地震的類型較多、發(fā)生時(shí)間較為隨機(jī)、變化較為頻繁以及傳播路徑與介質(zhì)相互影響，所以很難建立一個(gè)令人滿意的數(shù)學(xué)模型來(lái)滿足地震觀測(cè)和分析的各種需要，僅采用數(shù)字濾波技術(shù)很容易丟失許多重要的地震信息。后來(lái)，隨著仿真技術(shù)的普及和應(yīng)用，這一問(wèn)題得到了比較好的解決，其大大提高了地震臺(tái)網(wǎng)的地震觀測(cè)報(bào)告的續(xù)至震相數(shù)量、精度以及震級(jí)數(shù)量。在地震分析中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以給分析人員提供更大的發(fā)揮空間?？梢哉f(shuō)，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用使地震臺(tái)網(wǎng)的地震分析工作發(fā)生了質(zhì)的變化，而在此背景下，地震分析方法也隨之發(fā)生了改變。計(jì)算機(jī)屏幕上所顯示的字波形與業(yè)內(nèi)常熟悉的12小時(shí)一張的模擬記錄有所不同，它可以隨意放大、拉伸、仿真及濾波，作為地震分析人員，必須要充分了解及能夠靈活運(yùn)用這些方法。目前，呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)在利用數(shù)字地震儀進(jìn)行地震分析時(shí)的具體步驟為：①每次調(diào)出1小時(shí)數(shù)據(jù)，以三個(gè)臺(tái)60秒為一屏查看，然后再調(diào)其它四個(gè)臺(tái)為一組，60秒為單位，并截取地震；②先用LP標(biāo)注出有后續(xù)震相及面波的地震，找P頭時(shí)用三分向SP放大成每屏五分鐘，適當(dāng)調(diào)整幅度大小，若發(fā)現(xiàn)有P波出現(xiàn)，則處理完P(guān)頭再把完整的地震波形設(shè)為一屏，找出S波位置并給出理論震相，再根據(jù)波形給出各個(gè)震相的實(shí)際到時(shí)；③根據(jù)分析需要可仿真各種地震儀以利于識(shí)別各種震相。

4 目前數(shù)字地震儀在地震分析應(yīng)用中存在的問(wèn)題

目前，雖然數(shù)字地震儀在地震分析中得到了良好的應(yīng)用，但其中亦存在著一些問(wèn)題，主要如下：（1）雖然目前數(shù)字地震圖的壓縮、伸拉、放大、縮小等極易實(shí)現(xiàn)，但有時(shí)把背景噪聲的幅度放大會(huì)造成判斷失誤，加之目前對(duì)數(shù)字波形的熟悉程度尚有不足，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)較淺，所以分析精度不高；（2）數(shù)字地震儀的震級(jí)普遍比模擬記錄圖的震級(jí)低，這可能是其中三種體波震級(jí)測(cè)量誤差帶來(lái)的，再者模擬記錄與數(shù)字記錄測(cè)量的震相有時(shí)不是同一到時(shí)；（3）在處理軟件方面，目前所使用的后臺(tái)人機(jī)交互處理分析軟件的仿真功能實(shí)用性較差，仿真后震級(jí)往往偏大，遠(yuǎn)震定位時(shí)經(jīng)常死機(jī)；（4）在日常工作中對(duì)臺(tái)網(wǎng)實(shí)時(shí)處理的地震和局編目處理的地震進(jìn)行對(duì)比檢查發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)處理軟件自動(dòng)處理的地震震中位置與實(shí)際的地震位置有些偏差，尤其是網(wǎng)外遠(yuǎn)震對(duì)于第一震相震級(jí)上偏差很大，而后續(xù)震相偏差則較小，原因可能與臺(tái)網(wǎng)所有走時(shí)模型不同、臺(tái)網(wǎng)建成初期各個(gè)子臺(tái)的部分參數(shù)未及時(shí)修改、人員分析水平面參差不齊以及量取資料的誤差等因素有關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

呼圖壁區(qū)域遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)經(jīng)過(guò)數(shù)字化建設(shè)后，地震分析業(yè)績(jī)得到了大大提高，利用數(shù)字地震儀改善了以往工作中的許多不足；但隨著實(shí)踐的深入，亦發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，對(duì)此未來(lái)還需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)這方面的研究，盡快解決其中的問(wèn)題。

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P315[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-411-1