(Earthquake Administration of Yunnan Province,Kunming 650224,Yunnan,China)
备注
对昆明地震台数字地震仪记录到的2009年3月19日汤加MS7.7地震的震相进行分析,并将其与兰州、成都、恩施、太原、贵阳五个地震台的记录进行对比,提出了汤加地震的记录特征、分析难点和注意点,同时介绍了对此类SKS波先于S波达到的地震,如何避免将SKS震相误判为S震相的分析方法。
We analyze the waveform of the MS7.7 Tonga Earthquake occurred on March 19,2009,which is recorded by the digital seismometers at Kunming Seismic Station,and contrast it with those recorded by other seismic stations such as Lanzhou,Chengdu,Enshi,Taiyuan and Guiyang in China.Thus,we find the features of the waveform of the earthquakes occurred in Tonga,for example,the SKS-phase precedes the S-phase.Then we put forward some methods to help the seismographer correctly determine the SKS-phase and the S-phase.
引言
昆明基准地震台位于昆明市北郊黑龙潭,是参加国际地震资料交换的国家数字地震台网基本台(中国地震局监测预报司,2003)和国家大震速报台。1985年中美合作建设的中国数字地震台网(CDSN)宽频带数字地震仪在昆明台投入观测,1997年又进行了二期改造。2002年1月,昆明台开始使用数字地震记录进行《单台数字地震观测报告》编辑、大震速报和国际五日报编发。本文选取汤加的大震速报地震,对昆明台的记录进行分析并与其他台的记录进行对比,总结了汤加地震的记录特征,以便在今后的地震分析和大震速报工作中作参考。
1 资料说明
据中国地震台网测定,2009年3月19日18时17分40.6秒(国际标准时间GMT)汤加地区
(23.0°S,174.7°W)发生MS 7.7地震,笔者利用昆明地震台的宽频带数字地震仪记录资料,分析了该地震的震相特征,并从国家大震速报台中选取兰州、成都、恩施、太原、贵阳五个地震台的记录作为分析对比资料。台站基本信息见表1。
2 昆明台震相分析
2.1 分析方法杨配新等(2004)做过数字化地震记录震相自动识别方面的研究,但该方法对于S震相的识别误差较大。特别是本次汤加MS 7.7地震,SKS波先于S波达到,人工分析处理时也很容易将SKS震相误分成S震相,在此将我们的分析方法叙述如下。
我们先在仿真基尔诺斯(KIRNOS)地震仪记录上判读P震相和S震相,得出的震中距是87.4°(查JB表得出的震中距是87.8°)。查阅相关资料得知SKS波与S波在83°附近交汇(陈培善,1991; 国家地震局地球物理研究所,1980),当震中距大于83°时SKS波就比S波早到,而由图1判读的S震相的前面又看不出SKS震相,这时可以确定由图1判读的S震相实际上是SKS震相。对于这个地震,当SKS震相确定后,在仿真KIRNOS记录上不易区分S震相的起始位置,但利用宽频带数字地震记录的特点和优势,在仿真世界标准台网短周期(WWSSN-SP)记录上却能清楚地判读S震相与SKS震相(图2)。确定P、SKS与S这三个震相后,再利用分析软件提供的理论震相进行
图1 在仿真KIRNOS记录上初步判读震相
Fig.1 Preliminary identification of the seismic phases of the records got by simulating KIRNOS seismometer图2 昆明台在仿真WWSSN-SP记录上判读S震相与SKS震相
Fig.2 Identifying the S-phase and SKS-phase of the records got by simulating WWSSN-SP seismometer图3 在仿真WWSSN-SP记录上判读S震相与SKS震相后,再在仿真KIRNOS记录上用理论震相加以验证
Fig.3 Checking the S-phase and SKS-phase on the simulated KIRNOS seismogram after identifying them on the simulated WWSSN-SP seismogram3 其他台站震相分析
以前的一些研究中,主要是以同一个台站记录到的不同地震进行震例的总结(陈翔等,2007; 李宗芬,潘志宏,2008; 彭利媚等,2009)。本研究中从另外一个角度出发,把昆明地震台记录到的汤加MS 7.7地震,与兰州、成都、恩施、太原、贵阳五个地震台的本次地震的记录情况进行分析对比。
3.1 兰州台波形记录特点由兰州台仿真KIRNOS的记录图(图5)中可以看出P、PP、SKS、PS、SS震相清晰,S震相能够辨认。而在仿真WWSSN-SP记录上也能清楚地将S震相与SKS震相加以区分。深度震相pP不突出,但在仿真WWSSN-SP记录上也能识别。
图5 汤加MS 7.7地震兰州台的波形记录(a)仿真基式波形记录;(b)仿真短周期波形记录
Fig.5 Waveforms of the MS 7.7 Tonga Earthquake on Mar.19,2009 recorded by Lanzhou seismic station(a)Simulated KIRNOS seismogram;(b)Simulated short-period seismogram3.2 成都台波形记录特点成都台的原始速度波形记录上P、PP、SKS、S、PS、SS、SSS震相十分清晰(图6),但在仿真KIRNOS记录上S震相滞后10 s,并且SSS震相不如在原始速度波形上清楚。而在仿真WWSSN-SP记录上能清楚地将S震相与SKS震相加以区分(图6)。
3.3 恩施台波形记录特点从恩施台仿真世界标准台网长周期(WWSSN-LP)地震仪对于该次地震的记录(图7)可以看出,P、PP、PS、SS、SSS震相清晰,由于SKS震相在先,S震相与SKS震相的分界不清。但在仿真WWSSN-SP记录上能将S震相与SKS震相加以区分。深度震相pP不突出,但在仿真WWSSN-SP记录上能识别。
图6 汤加MS 7.7地震成都台的波形记录(a)原始速度波形记录;(b)仿真短周期波形记录
Fig.6 Waveforms of the MS 7.7 Tonga Earthquake on Mar.19,2009 recorded by Chengdu seismic station (a)Preliminary waveform;(b)Simulated short-period seismogram图7 汤加MS 7.7地震恩施台的波形记录(a)仿真长周期波形记录;(b)仿真短周期波形记录
Fig.7 Waveforms of the MS 7.7 Tonga Earthquake on Mar.19,2009 recorded by Enshi seismic station (a)Simalated long-period seismogram;(b)Simulated short-period seismogram3.4 太原台波形记录特点在太原台的仿真KIRNOS记录上P、PS、SS震相清晰,由于SKS震相在先,在仿真KIRNOS记录上S震相与SKS震相的分界不清。而在仿真WWSSN-SP记录上,能将S震相与SKS震相加以区分,PP震相也很清晰(图8)。深度震相pP不突出,但在仿真WWSSN-SP记录上能识别。
3.5 贵阳台波形记录特点在贵阳台的仿真KIRNOS记录上P、PS、SS震相清晰,由于SKS震相在先,在仿真KIRNOS记录上S震相与SKS震相的分界不清。而在仿真WWSSN-SP记录上,能将S震相与SKS震相加以区分,PP震相也很清晰(图9)。深度震相pP不突出,但在仿真WWSSN-SP记录上能识别。
图8 汤加MS 7.7地震太原台的波形记录(a)仿真基式波形记录;(b)仿真短周期波形记录
Fig.8 Waveforms of the MS 7.7 Tonga Earthquake on Mar.19,2009 recorded by Taiyuan seismic station(a)Simulate KIRNOS seismogram;(b)Simulated short-period seismogram图9 汤加MS 7.7地震贵阳台的波形记录(a)仿真基式波形记录;(b)仿真短周期波形记录
Fig.9 Waveforms of the MS 7.7 Tonga Earthquake on Mar.19,2009 recorded by Guiyang seismic station(a)Simulate KIRNOS seismogram;(b)Simulated short-period seismogram表2 各个台站记录波形震相的分析对比
Tab.2 Comparison of the same seismic phases on the seismograms from the selected stations从表2可以看出,本次汤加地震波形除了有P、PP、SKS、S、PS、SS、SSS等标志性震相以外,在仿真短周期记录上SKS震相与S震相也较清晰,甚至比在仿真中长周期记录上更容易将两者加以区分识别,由于震源深度只有34 km,深度震相pP震相不突出; 同时还可以看出:由于SKS震相在先,S震相与SKS震相在仿真KIRNOS记录上的分界不清,这是该震例的分析难点,而在仿真WWSSN-SP记录上却能将S震相与SKS震相加以区分识别,这是该震例值得注意的地方。
4 结语
笔者认为,在进行地震震相分析时,既要掌握震相识别的原则和方法(中国地震局监测预报司,2007),又要进行综合分析。也就是说要根据不同类型地震的各种震相的特征,充分利用宽频带数字地震记录动态范围大、频带范围宽、记录精度高、能记录到更多的信息、更容易进行地震震相的综合分析的特点和优势(彼得·鲍曼,2006),对要查找的震相要在最佳的记录上判读,这样才能真正发挥宽频带数字地震记录的特点和优势,做到大震速报既迅速又准确,地震观测报告震相内容既正确又丰富。
- 彼得.鲍曼.2006.新地震学观测实践手册[M].中国地震局监测预报司,译.北京:地震出版社.
- 陈培善.1991.测震分析常用方法[J].地震地磁观测与研究,12(6):42.
- 陈翔,邓存华,李雷,等.2007.昆明地震台宽频带数字地震资料震相分析图集编制[J].地震地磁观测与研究,28(2):55-60.
- 国家地震局地球物理研究所.1980.震相走时便查表[M].北京:地震出版社.
- 李宗芬,潘志宏.2008用昆明地震台数字资料探讨影区地震S波[J].地震研究,31(1):27-31.
- 彭利媚,丁军,陈维超,等.2009.琼中地震台典型震例记录特征[J].地震地磁观测与研究,30(4):87-93.
- 杨配新,邓存华,刘希强,等.2004.数字化地震记录震相自动识别的方法研究[J].地震研究,27(4):308-313.
- 张少泉,徐子君,何建树,等.1998.地震波分析与应用[M].北京:地震出版社.
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