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用宽频带数字地震资料测定IASPEI新震级标度的研究与应用

任克新  
【摘要】: 震级是表征地震强弱的量度,是地震的基本参数之一。不同的地震机构测定震级存在一定差异。基于数字地震仪器的震级测定问题引起了国际地震学与地球内部物理学联合会(IASPEI)和各个国家的高度重视。 IASPEI于2001年成立了专门的震级工作组开展宽频带数字地震资料震级测定的研究工作。经过几年的努力,IASPEI震级工作组做了大量的基础性研究,积累了大量的实际观测资料,于2003年提出了新的震级标度和测量方法,2005年10月在智利圣地亚哥召开的IASPEI会议上,IASPEI地震观测与资料解释委员会(CoSOI)通过了震级工作组提出的新的震级标度及其测量方法。IASPEI新的体波震级有短周期体波震级m_b和宽频带体波震级m_(B(BB)),面波震级有20s面波震级M_(S(20))和宽频带面波震级M_(S(BB))。IASPEI新震级标度的建立主要基于两个基本的考虑,一是要考虑震级测定的连续性,二是要充分利用宽频带数字地震记录的特点。 为了推广IASPEI新震级标度,并保证震级的连续性和兼容性,必须分析研究IASPEI新震级标度和传统震级标度之间的关系。中国地震台网在“九五”期间建立了数字地震台站,积累了丰富的宽频带数字地震波形资料,为研究IASPEI新震级标度和中国传统震级标度之间的关系提供了坚实的基础。通过本项研究,推荐出能够在全球范围推广使用的震级计算规范,同时为我国制定数字地震台站(网)观测技术规范提供重要基础资料,使新的震级标度能够在我国地震台网日常产出中应用,促进我国的震级测定与国际接轨。 采用IASPEI新推荐的体波震级和面波震级标度,选取2001年至2007年国家数字地震台网的48个数字地震台站且震中距小于100°具有代表性的564个地震事件为研究对象,利用SHM软件测定新标度下短周期体波震级m_(b(i))、宽频带体波震级m_(B(i))、宽频带面波震级M_(S(BB))、20s面波震级M_(S(20)),应用同样的资料同时测定中国传统震级标度下的短周期体波震级m_b、中长周期体波震级m_B、763面波震级M_(S7)和长周期面波震级M_S。 使用一般线性回归分析和正交回归分析方法将中国传统震级标度不同震级之间、IASPEI新震级标度不同震级之间、传统震级与IASPEI新震级标度同种类震级之间进行回归分析,给出了不同震级之间的回归关系式,并对这些回归结果进行了详细的解释说明。 IASPEI新震级标度的制定可以促进世界各国地震机构震级值的统一,新标度短周期体波震级m_(b(i))能够更加准确地反映较大地震的辐射能量,宽频带体波震级m_(B(i))和面波震级M_(S(BB))能够更加快速地确定地震的震级,而M_(S(20))和中国传统震级M_(S7)之间不存在系统的误差,因此中国地震台网可以先行采用IASPEI新震级标度进行震级计算,使我国地震台网的资料产出逐步与国际接轨。 本论文第一章对地震震级的发展以及国内外现状进行了概述,同时引出了本论文的研究背景和研究目的。在第二章详细介绍了IASPEI新震级标度和中国传统震级标度的计算公式和量取方法,并分析总结了二者之间存在的差异。第三章介绍了中国数字地震台网的现状以及本论文所用数据的选取工作和波形分析软件。第四章对中国传统震级标度和IASPEI新震级标度计算的震级结果利用一般线性回归方法和正交回归方法进行了对比分析,并给出了回归分析的关系式,详细分析了不同震级之间的关系。在第五章对本文所做的工作给予总结和讨论并提出了需要进一步探讨的问题。


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