泾县地震台中强震面波震级偏差对比分析

李章 李本有 严吉 谭笑 程文坤 方宁新

摘  要：收集整理泾县地震台2017—2018年两年测定的地震Ms震级，和中国地震台网中心（简称CENC）公布的震级进行对比，对两者震级偏差进行统计，从地震震中距、地震深度、相关性等方面分析震级偏差的影响原因，并得出线性回归方程，并对震级偏差进行二维修正，修正后的结果可以用于今后泾县地震台记录中强震时面波震级偏差修正。

关键词：中强震  震级修正  泾县地震台

中图分类号：P315    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0202-03

震级大小是一个地震的基本参数之一，对地震的监测预报和震后救援工作有着非常重要的意义。由于地壳结构和岩石特性、地震波在介质中传播时发生不同变化，以及仪器本身性能的影响，都会造成震级测定的偏差。对台站在实际单台定位得到的震级的精确测定造成一定影响。因此该文对偏差形成原因进行分析，建立线性回归方程，这对提高泾县地震台地震速报和地震分析提供参考依据。

1  台站观测环境

泾县地震台地处皖南山区的宣城市泾县城关镇桃园村湖山坑，坐标经度：118.37°;纬度：30.70°;高程：55m。构造处于南陵凹陷南端，附近有江南深断裂和周王断裂通过，小断层发育，台址有大面积石英砂岩出露。

2  计算方法

我们在研究两个变量，y之间的相互关系的时候，建立（1，y1）（2，y2）…（n，yn），从这些在坐标系中的点，可以得到关于n个点Pi（i，yi）在坐标系中分布的关系，其中（i=1，2，…，n）。如果这些点在图中大致散落在某一条直线的附近，则可以认为和y是线性关系。

如果Pi（i，yi）（i=1，2，…，n），在一条直线上，则可以认为变量服从Y=aX+B，其中a、b為待定常数。我们可以采用最小二乘法原理（陈希孺，1998），将Y和yi实测值的差的平方和最小值为优化依据。

对a、b求偏导数，令偏导数为0，则有通过计算得到a、b，代入Y=aX+B中，即可得线性回归方程。

3  选取资料

采用郭履灿（1981）提出的面波震级计算公式：

Ms=log（A/T）max+1.66log△+3.5+C

其中△为震中距，C为台站台基校正值。选取泾县地震台从2017—2018年记录的Ms4.5级以上地震作为典型的地震事件分析对象。利用泾县地震台所产出的地震震级（命名为Ms（台））与CENC发布的地震震级（命名为Ms（网））进行对比分析，通过计算震级偏差值Ms（台）—Ms（网），分析计结果，绘出震级偏差的频度，如图1所示。通过图我们发现，泾县地震台的地震震级Ms（台）与CENC发布的地震震级Ms（网）偏差频度基本上符合正态分布函数。根据计算结果，得出Ms震级偏差的均值为0.0458，标准差为0.3369。即泾县地震台的地震震级Ms（台）与CENC发布的地震震级Ms（网）平均低0.3级左右。

3.1 Ms震级偏差与震中距的关系

根据资料，并结合计算出来的泾县地震台的震级Ms（台与CENC发布的震级Ms（网）偏差结果，计算出泾县地震台的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）偏差和震中距的关系，如图2所示。从结果来看，泾县地震台的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）偏差和震中距的关系未呈现出明显的规律性关系。

3.2 Ms震级偏差与地震深度的关系

根据资料计算泾县地震台的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）偏差和深度的关系，如图3所示。从结果上我们可以发现泾县地震台的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）偏差和深度的关系不明显。

3.3 Ms震级偏差的相关性分析

我们根据最小二乘法，将泾县地震台的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）绘制出散点图和拟合曲线，如图4，从中看出，散点分布在直线周围，由最小二乘法可以得出拟合公式为Ms（台）=0.9866Ms（网）+0.0397。

通过相关的公式计算出两组数据的相关性系数为0.9866。由此可以发现，两者呈现较好的线性相关。

4  震级修正

4.1 一次修正

由上算出拟合公式：

M′s（台，修正）=0.9866×Ms（台）+0.0397，N′震级偏差=M′s（台，修正）-Ms（网）

通过计算修正后的震级偏差值N′震级偏差，绘出震级偏差的频度，如图5所示，修正后的震级偏差基本上符合正态分布函数，修正后的震级偏差均值更接近与零。

4.2 二维修正

震级偏差在一次修正后的基础上，我们进行二维修正，如图6所示。

M′′s（台，修正）=0.9866×M′s（台，修正）+0.0397，N′′震级偏差=     M′s（台，修正）-Ms（网），通过二维修正后，我们可以发现震级偏差的变化更集中在零附近，频次相对更高。

5  结语

泾县地震台测定的震级Ms（台）与CENC发布的震级Ms（网）存在着较大的偏差。震级偏差是一个受多方面因素影响的综合结果，台站使用的单台定位软件存在一定的局限性，不能对震中距和震源深度的影响因素进行很好的排除，再者台站地下传播介质复杂，也存在一定的影响。我们根据计算出来的结果，可以发现其线性相关系数较好，对泾县地震台以后的工作具有很好的实际意义。

参考文献

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