鄧文澤　何少林　杜廣寶

(中國地震臺網(wǎng)中心,北京100045)

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2015年地震速報質(zhì)量評估*

鄧文澤※何少林杜廣寶

(中國地震臺網(wǎng)中心,北京100045)

2015年各省級臺網(wǎng)完成有效速報1355次。根據(jù)地震速報管理規(guī)定,中國地震臺網(wǎng)中心對其中953次地震進行了速報確認。利用2015年全年人工地震速報參數(shù)資料,對比省級臺網(wǎng)向EQIM服務器上報的參數(shù)(速報時間、 發(fā)震時刻、 震中位置、 震級、 深度)和全國正式目錄參數(shù),我們對2015年全國區(qū)域臺網(wǎng)地震速報工作進行了質(zhì)量評估和分析,并給出了最終結果。

地震速報; 上報參數(shù); 質(zhì)量評估

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)濟損失和地質(zhì)災害,隨之而來的是社會對地震速報工作的要求越來越高。在“十五”期間,國家臺網(wǎng)建設日益完善,全國1000多個區(qū)域臺站實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)共享,地震速報時間顯著加快,國內(nèi)地震人工速報從30分鐘左右提高到了現(xiàn)在的10分鐘左右； 地震監(jiān)測能力也有提升,首都圈地區(qū)地震監(jiān)測能力達到0.5級,部分發(fā)達地區(qū)地震監(jiān)測能力達到1.0級,新疆、 青海、 內(nèi)蒙大部分地區(qū)地震監(jiān)測能力達到2.0級,西藏地區(qū)地震監(jiān)測能力達到2.5級[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起,互聯(lián)網(wǎng)+地震的模式備受關注,地震信息的受眾人群越來越廣,地震信息的傳播速度越來越快。為了進一步提高地震速報的實效性,中國地震局監(jiān)測預報司于2011年啟動了自動地震速報能力評估工作,并于2013年4月1日起實現(xiàn)了自動地震速報結果正式對外發(fā)布,同時也敦促人工速報結果要較快跟進發(fā)布[2]。

自動地震速報雖然快速,但結果較為粗糙,因而必須對其進行人工確認,如何確保人工速報結果既快又準成為當前階段的難題。各省級臺網(wǎng)中心和中國地震臺網(wǎng)中心嚴格執(zhí)行2015年修訂的《地震速報技術管理規(guī)定》[3]的相關要求,在規(guī)定時間內(nèi)完成相關的速報任務。為了加強各省級臺網(wǎng)中心之間的交流,促進人工速報工作,每年5月份都對上一年度的速報地震進行評比,并對最終成績排名。

1　地震速報

現(xiàn)階段我國地震速報系統(tǒng)主要由中國地震臺網(wǎng)中心、 省級地震臺網(wǎng)中心和五大區(qū)域速報中心構成[3]。各省級臺網(wǎng)中心和國家臺網(wǎng)中心通過EQIM服務器進行地震參數(shù)的匯集和轉發(fā),并通過云網(wǎng)站、 手機應用和微博的方式對速報信息進行傳送,地震速報的工作要求越來越精細。地震發(fā)生后的具體流程如圖1所示,不同地區(qū)的速報時間和震級速報范圍有差異[4]。

圖1　地震速報流程圖

2　臺站和數(shù)據(jù)

在國家的大力支持下,中國地震局歷經(jīng)“八五”、 “九五”、 “十五”計劃發(fā)展,建立了“中國數(shù)字地震監(jiān)測系統(tǒng)”,在堅持臺站均勻分布的前提下,對一些重點區(qū)域(首都圈和經(jīng)濟發(fā)達城市)加密觀測,現(xiàn)今共有臺站1098個(圖2)。隨著對臺站的管理日漸規(guī)范,臺站實時運行率已達到較高水平,2015年全年臺站實時運行率從2014年的97.84%提升到98.09%。2015年各省級臺網(wǎng)全年完成1355次地震速報,其中達到國家臺網(wǎng)中心速報規(guī)定的地震953次,含CC類速報205次,CD類速報948次。速報震中分布如圖3所示,主要發(fā)生在我國的西部和臺灣地區(qū)。

圖2　臺站分布

圖3　2015年國內(nèi)速報分布

3　速報結果的綜合對比

2015年中國測震臺網(wǎng)編目數(shù)據(jù)產(chǎn)出分為快報目錄和正式報目錄,其中快報目錄接收102562條,編輯產(chǎn)出56375條,正式目錄接收105802條,產(chǎn)出81548條,以正式報的結果為準,與各省局臺網(wǎng)上傳EQIM的地震速報參數(shù)進行對比,2015年全年共上報EQIM系統(tǒng)1355條地震速報信息,由于地震速報過程較為迅速,難免存在一些人為操作的失誤,因而會發(fā)生地震速報參數(shù)更正的信息。此外,對于西部省份交界地區(qū),地震發(fā)生的頻率較高,相鄰省份對同一地震同時上報地震參數(shù)信息的情況較多,去除以上重復信息,最終有效的地震速報信息為868條(圖4)。

圖4　有效地震速報和參評地震數(shù)

3.1初報時間

根據(jù)《地震速報管理規(guī)定》,各省級臺網(wǎng)中心需要在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定區(qū)域內(nèi)的地震初報。首都圈地區(qū)省級地震臺網(wǎng)中心在8分鐘內(nèi)完成3.0級以上地震的初報； 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級地震的初報； 青海、 新疆、 內(nèi)蒙、 西藏等地在15分鐘內(nèi)完成3.0級以上地震的初報； 其他省份在12分鐘內(nèi)完成3.0級以上地震的初報。圖5是地震速報初報時間圖。

圖5　地震初報時間

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

圖6　各省超時地震個數(shù)

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

3.2發(fā)震時刻

從發(fā)震時刻偏差(圖7)可以看出,大部分地震的發(fā)震時刻偏差在2 s以內(nèi),地震發(fā)生后,需要在較短時間內(nèi)完成地震參數(shù)的測定,利用的臺站極其有限,因而在評定過程中認為發(fā)震時刻不超過5 s在允許誤差內(nèi)。圖中發(fā)震時刻偏差大于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)生在國境線外的地震,西藏臺網(wǎng)的臺站分布較差,地震參數(shù)的測定誤差整體偏高。此外,湖南省上報的貴州省劍河縣5.5級地震的參數(shù)出現(xiàn)錯誤,發(fā)震時刻相差較大。

圖7　發(fā)震時刻偏差

3.3震級偏差

根據(jù)中國地震局相關規(guī)定,地震速報震級使用國家標準《地震震級的規(guī)定》(GB 17740)[5],對上報地震參數(shù)的震級進行分析統(tǒng)計(圖8)。從圖8可以看出,大部分地震的震級偏差在0.3級以內(nèi),有極少部分震級偏大或偏小1級左右。震級偏大的地震仍然是在西藏地區(qū),如尼泊爾8.1級地震以及較大的余震,一些小的地震也存在偏差在1級左右,震級的測定受震源機制、 地震波傳播路徑和地震臺站臺基的影響,西藏地區(qū)的地殼厚度較大,地下結構對其震級的測定存在一定的影響。對所有的地震震級偏差求平均可知,地震震級偏差平均值在0.06級,充分說明地震速報的震級較為穩(wěn)定且準確。

圖8　震級偏差

3.4震中位置

按照國家臺網(wǎng)地震速報質(zhì)量評分標準規(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)震中誤差范圍進行相應的扣分[6]。圖9是震中位置誤差結果,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,為西藏臺網(wǎng)上報的尼泊爾地震,僅利用西藏臺網(wǎng)的臺站,臺站孔隙角較大,定位誤差相對較大。

圖9　震中偏差

3.5深度偏差

中國大陸地區(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)震時刻是耦合的。因此,對于深度偏差較大的地震,其發(fā)震時刻的測定必然受到影響,圖10是地震深度偏差統(tǒng)計圖,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廣東省地震的參數(shù),由于臺站分布較差,對于深度震相的認識不足,造成了較大偏差,偏差在40 km左右的地震大部分是新疆臺網(wǎng)上報的國外中源地震,在當前階段,省級臺網(wǎng)對于國外地震的定位仍然存在差異。

圖10　深度偏差

3.5綜合對比結果

測震學科管理組每年對地震速報參數(shù)進行評比,表1為2015年的評比成績,其中新疆臺網(wǎng)得分第一,西藏臺網(wǎng)每年處理的地震數(shù)量較多,但其地震速報參數(shù)誤差較大。海南、 江西、 湖南省級臺網(wǎng)由于出現(xiàn)了上報參數(shù)錯誤,得分較低,上海、 浙江臺網(wǎng)沒有參評地震,因而沒有得分。

表1　2015年省級臺網(wǎng)速報評分成績

4　結論

通過對2015年各省級臺網(wǎng)上報的地震參數(shù)分析,可知我國地震高發(fā)地帶主要在西部地區(qū)云南、 四川、 新疆和西藏等省份。國內(nèi)3.0級以上地震的初報工作越來越快,地震參數(shù)的準確性也越來越高。中東部地區(qū)大部分能在8分鐘內(nèi)完成地震初報,全國地震初報平均時間在9分鐘左右,初報時間較快,發(fā)震時刻偏差在2 s左右,發(fā)震時刻偏差較小,震級偏差平均值為0.06級,震級值較為穩(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。

通過對地震初報參數(shù)的分析以及速報綜合評分,總體來說,全年速報成績較為優(yōu)異。西部省份由于地震較多,處理地震的經(jīng)驗較為豐富,上報的地震參數(shù)較為準確。中東部地區(qū)廣東和安徽的地震速報工作較為優(yōu)秀。對于地震較少的省份,如江西、 湖南等省,地震初報的處理能力有待提高。西藏地區(qū)的速報參數(shù)誤差較大。

為了獲得較為準確的地震速報參數(shù),各省級臺網(wǎng)應該在規(guī)定時間內(nèi)用盡可能多的對臺站進行定位,臺站孔隙角越小定位精度越高； 其次各省級臺網(wǎng)應建立本臺網(wǎng)的地殼速度結構模型,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,對新發(fā)生地震進行相對定位也將提高地震的精度。

2015年區(qū)域臺網(wǎng)的地震速報工作雖然取得了較好的成績,但隨著“十三五”規(guī)劃的開始,地震監(jiān)測臺網(wǎng)將不斷加密,對速報人員的業(yè)務水平要求也不斷提高。為了滿足防震減災需求,中國地震局對地震速報提出的要求越來越高,在快速完成地震速報參數(shù)的同時,也要保證速報參數(shù)的準確性仍然是一項艱巨的任務。

感謝測震學科管理組工作人員對本文的支持和幫助。

[1] 劉瑞豐,高景春,陳運泰,等. 中國數(shù)字地震臺網(wǎng)的建設與發(fā)展. 地震學報,2008,30(5): 533-539

[2] 楊陳,黃志斌,翟璐媛. 全國自動地震速報系統(tǒng)綜合評估. 地震地磁觀測與研究,2012,33(5/6)： 316-321

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[4] 中國地震局. 地震速報技術管理規(guī)定(中震測發(fā)[2015]51號). 2015

[5] 劉瑞豐,陳運泰,任梟,等. 震級的測定. 北京： 地震出版社,2015

[6] 孟玉梅,趙永,王斌. 中國地震觀測臺網(wǎng)地震速報定位誤差的分析. 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