鹤岗地震台测震观测资料质量分析与研究

2015-12-27胡宝慧常金龙李大伟

防灾减灾学报 2015年1期

姜博，胡宝慧，常金龙，李大伟，张震，张浩

（鹤岗地震台，黑龙江鹤岗 154101）

0 引言

鹤岗地震台创建于1972年5月，台基岩性为花岗岩，海拔高程188.3 m。地处黑龙江省小兴安岭东北麓，位于郯庐断裂北延（依兰—伊通地堑）西缘，位于依舒断裂、青黑山断裂和黑龙江断裂的三角形区域构造单元内。测震观测系统于1974年1月1日正式投入观测。相继投入的地震观测仪器有：573（65）型地震仪，DD-1、DK-1型地震仪、FBS-3A型地震仪。目前使用的CTS-1E甚宽频带地震计，已保存了大量连续波形数据。

地震观测资料是地震科学研究的基础，想获取连续、准确、完整、可靠的观测资料就要保证台站地震观测系统的正常运行，而观测数据的质量更是一个台站的生命线，只有质量好的观测资料才能够为地震预报提供坚实的数据基础。在处理测震日常数据时，包含了很多与地震波有关参数的确定，如初至波到时的确定、续至波到时的确定、体波震级和面波震级的确定、深度震相的确定、震源深度的确定等。其中，初至波震相精度不仅对地震定位结果和精度有直接影响，同时也是提高测震观测资料质量关键。

随着科学技术的发展，测震资料观测评比标准的不断完善，评比要求越来越高，对观测资料的质量要求也越来越高。下面就与测震观测中的存在问题和日常地震数据处理中影响测震观测资料质量问题进行讨论。提出了提高初至波震相精度的几点建议。

1 台站资料评比标准分析

为了规范地震台站日常工作，提高测震观测资料质量，中国地震局对地震台站观测资料评比工作高度重视。随着“九五”项目数字地震观测系统投入观测，2006年中国地震局推出了国家数字地震观测资料评比标准，以下称旧评比标准，形成了数字台站观测工作运行标准，指导台站人员的日常测震观测工作。随着“十五”台站数字化项目的完成，2009年中国地震局出台了新的评比标准，以下称新评比标准。在旧评比标准中，数字地震台站观测资料评比标准包括：震相分析、震级测定、单台报告、数据报送、记录连续性、波形质量、资料保存、观测日志、脉冲监视（表1）。在新评比标准中，数字地震台站观测资料评比标准分为：台站资料分析评比标准、台站系统运行评比标准、台站大震速报评比标准。其中台站资料分析评比标准包括：震相分析、震级测定、单台报告、数据报送；台站系统运行标准包括：数据报送、记录连续性、波形质量、资料保存、观测日志、脉冲监视（表2）。

表1 旧评比标准项目表

表2 新评比标准项目表

通过对新旧评比标准中各项的分析比较可以看出，新旧标准的内容分类没有变化，只是调整了各项目分值的权重。最主要的“震相分析”和“震级测定”分值的权重增加了，这也反映出了当前对观测人员分析处理地震数据要求越来越严格，在处理地震数据时，更注重质量，而不是注重数量；“单台观测报告”项目分值权重降低了，在编写报告时，地震数据都是由计算机软件自动生成统一的电子文本，方便了工作人员处理；“数据报送”项目分值权重没有变化。

表3 旧台站资料分析项目表

表4 新台站资料分析项目表

为了进一步分析评比标准与地震数据处理之间的关系，将表1和表2进行细分，去掉“单台报告”和“数据报送”影响较小的两个评比项目，在新旧评比标准中，“震级测定”项目都分为4个子评比项目，各子项目在分值权重上没有变化（表3、4）。在新评比标准中，“震相分析”评比项目的初至波精度和续至波精度的分值权重提高了很多，说明了初至波精度对观测质量的影响越来越大，而且还增加了一项“震相分析精度”评比项目，每年抽取指定时间范围内台站的原始事件波形数据，以台站原始事件波形记录和台站报送的震相到时为依据进行复核（表4），更说明了国家局对台站地震资料的质量要求提高了，而不在是追求数量，对不同地域的台站来说，更加合理。所以台站在处理地震数据时，初至波震相定位的精度，对提高观测资料质量至关重要，也对台站分析人员提出了更高的地震数据分析要求。

2 台站地震数据分析

根据鹤岗地震台历年评比结果和地震数据统计结果比较情况看（表5、6），2011年成绩较2009年下滑明显，地震数量和震级测定对台站观测资料评比结果的影响不是很大，主要是台站产出的初至波震相和续至波震相的精度影响了观测数据的质量，这说明在新评比标准中提高了台站资料质量评比的难度，地震数量与其它项目之间的分值比例分配更加合理，考虑到了大范围内台站记录地震数据的情况，强调了初至波震相和续至波震相的精度对地震数据处理的影响。

由于初至波震相的精度评分比重变化，比其他评比项目的分值提高了很多，初至震相精度得分远大于其他评比项目综合得分，所以鹤岗地震台在处理地震数据时，应不断加强对初至波震相和续至震相的分析精度，对于测震观测资料质量和成绩的提升还是有较大的空间。

表5 鹤岗台2009—2012年评比名次

表6 鹤岗台2008—2012年的地震数量

3 提高台站观测质量的几点建议

根据上述分析认为，要提高鹤岗台地震观测质量，加强初至震相精度的分析是关键，但是对于台站来说，影响观测水平的因素有很多，根据台站以往经验，下面就改善工作提出几点建议：

（1）严格履行“国家数字地震台系统运行评比标准”中的各项要求，加强日常管理。值班人员在台站值班期间，严格遵守资料验收和工作制度，不擅离职守，确保能及时处理资料，在地方震发生时能及时反应，启动应急预案。

（2）应加强地球内部基本结构、地震波走时曲线、地震波传播规律、地震区（带）的地理分布、近远震分类等专业基础知识的学习，尽快积累更多的工作经验，特别是对地震多发地区典型地震震相、影区地震震相、双地震和群震的后续震相的识别，增强分析震相精度的能量。例如：能快速分别不同季节出现的不同噪声，减少对地震震相分析的主观错误判断，并在日常工作中积累出鹤岗台自身的特征型地震，进行分析和对比。

（3）对典型震相案例定期进行业务练习，提高地震震相精度的分析经验，能够准确的识别主要震相特征、最大面波的地动位移、初动、震源深度等地震基本参数，强化对各地区典型地震的主要震相特征识别，特别是全球一些主要地震区中主要震相到时差的出现规律，并做好记录。结合本台实际，对不同方位、不同震中距和不同深度地震在初至波上的偏差，在一定范围内进行误差校正，这是提高震相分析精度最好的办法。

（4）必须保证地震观测资料的真实性，做到不漏震、不凑震，以真实波形为依据，通过对同一地震的多种仿真处理，提高初至波到时分析精度和震相分析精度，减少误差，加强对地震事件数据的复核，提高数据的采用率。要注意的是，在新评比标准中，初至波到时残差的方差小于1.3秒者为满分。大于1.3秒者按比例计分。若某次地震的残差≥5秒者，将作为震相认错处理，人工去掉。

（5）定期进行地震震相分析经验交流与规范操作的研讨，注意分析人员不同的震相定位习惯问题，加强技术交流以提高观测人员的整体分析水平，最大限度的挖掘有效地震信息；增加速报地震、五日报、月报分析等地震编报的录入质量与数量。

（6）定期核准本台台址的经纬度和高程，报地震台网中心备案，提高地震数据的精度。

（7）定期检查地震计及数据采集器运转情况，防止地震数据缺数。

（8）定期检查测震GPS时钟的运行情况，如果时钟设备出现误差，地震数据处理精度会受到严重影响。

（9）对邻省的近震要重点分析，尤其是中俄边界的深震，震相Pn和震相Pg往往会重叠或在影区内，如区分不好会给初至震相到时的判断带来较大误差。

（10）提高台站分析人员的责任心和团队精神，加强与测震学科组之间的交流，严格按照观测工作规范和资料质量评比标准的要求去做，使台站观测数据标准化、程序化。