数字地震仪在地震分析中的应用

2016-03-21刘萍丽

地球 2016年6期

关键词：呼图壁震级遥测

■刘萍丽

（新疆呼图壁县地震办公室新疆昌吉831200）

数字地震仪在地震分析中的应用

■刘萍丽

（新疆呼图壁县地震办公室新疆昌吉831200）

近年来，随着我国数码科技的发展，数字技术在地震分析工作中也得到了非常重要的应用，催生出了越来越多的数字地震仪，使地震记录变得数字化。数字地震仪采用了高级数据转换器技术和磁带记录技术，它可以直接获取一系列地震数字记录，从而取代传统地震仪的连续记录。呼图壁区域遥测地震台网自2000年7月中旬起全面展开数字化建设，目前已经取得了较为显著的成果，本文主要结合呼图壁区域遥测地震台网数字化建设的实际情况对数字地震仪在地震分析中的应用进行了探讨，希望能够对我国的地震分析工作带来一定助益。

数字地震仪地震分析应用

地震仪是一种用于监视地震的发生以及记录地震的相关参数的仪器，我国自东汉时代起就拥有了第一台地震仪——张衡所制作的地动仪，同时这也是世界上最早的地震仪。到了近现代，随着科技的发展，地震仪的种类和功能也越来越多元化，出现了诸如光点记录地震仪、模拟磁带记录地震仪、遥测地震仪、数字地震仪以及全数字遥测地震仪等现代化的地震仪。尤其是数字地震仪的出现和发展，大大简化了地震分析工作，提高了地震分析业绩。以下笔者就结合呼图壁区域遥测地震台网数字化建设的实际情况来简单谈一谈数字地震仪在地震分析中的应用。

1 呼图壁区域遥测地震台网数字化建设现状

呼图壁区域遥测地震台网位于呼图县，以往本地震台网所使用的常规地震仪主要是573型熏烟记录地震仪，但由于呼图壁区域遥测地震台网所处的地理位置比较特殊，因此多年来地震分析评比名次都难以提升。为了改善传统地震仪的缺陷和不足，进一步提高地震分析业绩，呼图壁区域遥测地震台网自2000年7月中旬起全面展开数字化建设，历时四个多月，至11月底基本完成了台网设备的安装和调试等工作，自12月15日起进入试运行，12月25日起进入考核运行，直至2001年8月起正式向新疆地震局提出台网验收申请，10月验收通过。2002年1月，呼图壁区域遥测地震台网正式使用了数字波形技术进行地震分析工作，后历经三年多时间的实践观测与对比，发现整体工作业绩得到了大大提高。目前，呼图壁区域遥测地震台网数字化建设已经基本完成，在对数字地震仪的应用过程中克服了网络建立、地震分析、地震定位、震级计算、数据流程、数据转储、数据回放、数据输入、数据存储、地震报告编辑以及大震速报等方面的许多技术难题。在相关技术条件的支持下，呼图壁区域遥测地震台网的数字地震分析工作得以顺利开展，在地震分析评比中的名次也得到了较大的提升。

2 利用数字地震仪开展地震分析工作的优势

数字地震仪采用了高级数据转换器技术和磁带记录技术，它可以直接获取一系列地震数字记录，从而取代传统地震仪的连续记录。数字地震仪的频带宽度远大于传统地震仪，利用数字地震仪可以更大范围地动态观测到地震区情况，同时其还更加利于计算机处理，以及可进行数字滤波和仿真标准地震仪，这极大地丰富了地震台网的地震观测报告内容，能够促使地震分析工作迈上一个新的台阶。

3 数字地震仪在地震分析中的应用方法

由于地震的类型较多、发生时间较为随机、变化较为频繁以及传播路径与介质相互影响，所以很难建立一个令人满意的数学模型来满足地震观测和分析的各种需要，仅采用数字滤波技术很容易丢失许多重要的地震信息。后来，随着仿真技术的普及和应用，这一问题得到了比较好的解决，其大大提高了地震台网的地震观测报告的续至震相数量、精度以及震级数量。在地震分析中应用数字技术，可以给分析人员提供更大的发挥空间。可以说，数字技术的应用使地震台网的地震分析工作发生了质的变化，而在此背景下，地震分析方法也随之发生了改变。计算机屏幕上所显示的字波形与业内常熟悉的12小时一张的模拟记录有所不同，它可以随意放大、拉伸、仿真及滤波，作为地震分析人员，必须要充分了解及能够灵活运用这些方法。目前，呼图壁区域遥测地震台网在利用数字地震仪进行地震分析时的具体步骤为：①每次调出1小时数据，以三个台60秒为一屏查看，然后再调其它四个台为一组，60秒为单位，并截取地震；②先用LP标注出有后续震相及面波的地震，找P头时用三分向SP放大成每屏五分钟，适当调整幅度大小，若发现有P波出现，则处理完P头再把完整的地震波形设为一屏，找出S波位置并给出理论震相，再根据波形给出各个震相的实际到时；③根据分析需要可仿真各种地震仪以利于识别各种震相。

4 目前数字地震仪在地震分析应用中存在的问题

目前，虽然数字地震仪在地震分析中得到了良好的应用，但其中亦存在着一些问题，主要如下：（1）虽然目前数字地震图的压缩、伸拉、放大、缩小等极易实现，但有时把背景噪声的幅度放大会造成判断失误，加之目前对数字波形的熟悉程度尚有不足，相关经验较浅，所以分析精度不高；（2）数字地震仪的震级普遍比模拟记录图的震级低，这可能是其中三种体波震级测量误差带来的，再者模拟记录与数字记录测量的震相有时不是同一到时；（3）在处理软件方面，目前所使用的后台人机交互处理分析软件的仿真功能实用性较差，仿真后震级往往偏大，远震定位时经常死机；（4）在日常工作中对台网实时处理的地震和局编目处理的地震进行对比检查发现，实时处理软件自动处理的地震震中位置与实际的地震位置有些偏差，尤其是网外远震对于第一震相震级上偏差很大，而后续震相偏差则较小，原因可能与台网所有走时模型不同、台网建成初期各个子台的部分参数未及时修改、人员分析水平面参差不齐以及量取资料的误差等因素有关。