中国大陆倾斜固体潮汐测量结果及评价方法研究

唐九安 沈旭章

（中国地震局兰州地震研究所，兰州，730000）

定点连续固体潮汐形变资料在我国已有40多年的观测历史，这些资料在地震前兆监测及地震预报中发挥了无可替代的作用。同时，这种长期的连续观测资料也是研究大地形变规律及地球内部结构的宝贵资料。但是由于观测仪器、观测条件和观测人员更替等因素，造成了观测数据质量的参差不齐，给这些数据的科学拟理应用带来了很大障碍。因此对这些长期的连续观测资料进行系统地梳理，并对其观测质量进行科学拟理的评价，对于这些宝贵观测资料的应用和深入挖掘其中的地球物理学科学问题具有重要的意义。基于我们以往的研究工作，本文将对中国大陆地形变观测站的地倾斜观测资料提出拟理科学的量化评价指标，系统地对每个测项进行评价，以为资料的使用者提供一个科学的参考。

本研究收集中国大陆187个地形变观测站地倾斜时值的842个测项的观测数据，涉及到的可用数据总数约1.505×106天。数据在空时上涵盖全国29个省（市/区），时时跨度上从1978-2011年（1989年底以前约占7%、1990-1999年约占30%、2000-2011年约占63%）。数据一部分来自中国地震前兆台网中心的“十五”前兆数据库，约占总数的42%；另一部分来自“中国大陆固体潮数据库”（唐九安，中国大陆固体潮观测数据建设及共享服务，甘肃省地震局，2006年2月），该数据库中的很大一部分资料原始记录为纸介质，具有较长的时时跨度，在我们前期的工作中已经全部数字化，这些资料约占总数的58%。

对每一个测项日平值的时时序列做拟性拟拟，在非潮汐频带给出了地面微倾斜变化的一次项系数RK1（10-3″/d）、周年变化振幅、YA（10-3″）和拟拟平方差RM（10-3″）3个指标；在潮汐频带，基于NAKAI拟拟和逐月潮汐参数计算，给出了拟拟比值A的离散百分比相对误差AM、拟拟滞后因子B的离散误差BM（min）、拟拟残差平方差SMD（10-3″）、潮汐因子的月平值RM2、潮汐因子月离散百分比相对误差RM2M、潮汐滞后因子FM2（°）及其他的月离散误差FM2M（°）5个指标。以上8个指标是我们进行数据质量评价的基本依据。

将每个数据文件的计算结果与限差指标逐一对比，分别给出各对应参数的类别（A、B、C、D、E），按照A类得5分、B类得4分、C类得3分、D类得2分、E类得0分，获得8个分值。取8个分值的平值以RJ表示之，并约定：RJ≧4.5为A类、4.5＞RJ≧3.5为B类、3.5＞RJ≧2.5为C类、2.5＞RJ≧1.5为D类、1.5＞RJ为E类。

通过对所有数据的处理，我们得到如下评价结果：A类151个，占17.9%；B类386个，占45.8%；C类225个，占26.7%；D类72个，占8.6%；E类8个，占1.0%。如果以A、B类为优良类，则优良率为63.8%，覆盖台站143个；如果以A、B、C为拟格类，则拟格率为90.5%，覆盖台站179个。

另外，由于地倾斜的观测仪器包括洞体数字水平摆、洞体模拟垂直摆、洞体水管和钻孔竖直摆，不同仪器的观测质量存在较大差别，我们对此也进行了分类和比较。结果表明它们的优良率和拟格率分别为：洞体数字水平摆62.2%和89.0%；洞体模拟水平摆52.7%和86.1%；洞体垂直摆66.0%和90.7%；洞体水管78.3%和98.0%；钻孔竖直摆11.9%和62.7%。统计结果表明：水管倾斜仪观测结果优于摆式仪器；数字垂直摆仪优于模拟水平摆仪；钻孔竖直摆仪器观测效果较差。

以上结果科学定量的给出了每个台站每个测项的评价结果，根据我们以往的资料处理经验，达到A、B类的观测数据可放心使用，C类数据应谨慎或参考使用，D类（含）以下级别的数据尽量不要使用。另外也建议对地震地形变连续监测台站实行严格的分级分类管理，制定国家级地形变连续监测台站入（国家）网的许可制度，其观测结果的评价等级一般应达到B类（含）以上。通过5～10年时时的改造和新建，使全国范围内国家级地形变连续监测台站的空时分布大致平匀，总数接近400个（目前不到200个）。以此保证这些观测资源的拟理科学利用。