云南测震台网建成于1998年12月,目前共有46个子台,承担省内3级以上、周边地区50 km以内3级以上、100 km以内4级以上、200 km以内5级以上、300 km以内6级以上、全球7级以上强震的速报任务,并对上述地区发生的深远强震进行速报。

准确可靠的地震速报能为政府应急救援和地震研究提供重要基础数据,它包含地震的空间坐标、发震时刻及震级大小。因此,研究地震台网的地震定位方法和提高地震台网的地震定位精度是一个重要课题。要提高地震台网的定位能力,即可定位的空间范围、震级大小、测定地震位置的及时性(速报),并使地震定位结果有足够高的精度,就需要有一个有足够多台站并且布局合理的地震台网,这是台网定位强有力的基础(朱元清等,1997)。震源参数测定的基础是震相或地震波初动的到时,测定的根据是各震相或初动的走时表,测定的标准是各子台到时拟合残差最小。随着数字化地震台网的建设,波形数据的获取和应用为提高读取到时数据的时间分辨力和地震定位精度创造了有利条件。

在对汶川8.0级地震的定位分析中我们发现,并不是参加定位的台站越多越好。在加入第11个台(元谋台)后,残差突变到2.23,纬度开始变小,经度变化相对小一些。随着11～45个地震台逐个加入,所得定位结果纬度从30.91°N变化到30.60°N、经度从103.51°E变化到103.38°E,而残差则从2.23增加到4.67,从第29个台(富宁台)开始震源深度变小了; 而用远震定位程序定位其结果更是相去甚远(表4)。

从表4的结果可以看出,为了精确测定地震震中位置,提高地震定位精度,首先要搞清楚地震定位误差产生的原因。我们分析认为主要有以下几个方面的原因:(1)模型误差。主要由地球介质各向异性、地震台站台基以及大断层和破碎带等引起;(2)走时误差。主要由实际地震波射线路径和理论地震波射线路径不一致、各类震相判读误差等引起;(3)路程计算误差。主要由台站坐标经纬度不精确、地球曲率以及地震深度不确定等引起;(4)与地震震源有关的误差。在地震定位时通常把地震震源看成一个点源加以确定,或者说是确定地震的初始破裂点。但对一个有一定破裂长度的地震,其初始破裂点的能量对不同的破裂方式可能有大有小。当能量较小时,对近距离的地震台站,它可以较好地收到初始破裂点激发的地震波; 而对较远距离的地震台站,它可能无法较好地接收到初始破裂点激发的地震波,其接收的可能是由非初始破裂点激发的地震波。地震定位问题所使用的观测到时数据来自地震台站,而台站都分布于地面或井中。对于一个区域

表4 汶川8.0级地震云南省测震台网其它子台参与定位情况

台网(约几百公里的尺度),由于地震事件总是发生在几公里至几十公里的地下,即使是在台网包围震中的情况下,从震源的角度看,台网仍然是偏在一边,这是地震定位存在的固有困难。若想较好解决这一问题就要充分利用地震记录中不同震相的到时数据。不同震相的射线路径相对于震源而言有不同的离源角,特别是有向上和向下出射的射线,等效于不同方向上台站接收直达数据。在数字化地震台网建成后,利用数字化地震资料宽频带、高保真地震数据的优点可进行这方面的工作(朱元清等,1997)。

(1)由于大地震时地震波初动清楚,可精确测定初动到时。笔者利用四川测震台网5个子台和云南测震台网10个子台的地震记录,采用子台初动到时对汶川8.0级地震进行了定位,结果与中国地震局测定结果非常接近。

(2)当云南省及周边地区发生一定震级水平地震时,无论网内还是网外的地震,其定位首选P波初动震相,选尽可能大张角的台站,使之为最大弧形,同时选距震中较近、分布较好的子台的初动到时进行定位,这样可得到精确的震源位置。

本文得到颜其中研究员、崔庆谷副研究员的指导与帮助,在此深表感谢。