鶴崗地震臺測震觀測資料質量分析與研究

姜 博，胡寶慧，常金龍，李大偉，張 震，張 浩

（鶴崗地震臺，黑龍江 鶴崗 154101）

0 引言

鶴崗地震臺創建于1972年5月，臺基巖性為花崗巖，海拔高程188.3 m。地處黑龍江省小興安嶺東北麓，位于郯廬斷裂北延（依蘭—伊通地塹）西緣，位于依舒斷裂、青黑山斷裂和黑龍江斷裂的三角形區域構造單元內。測震觀測系統于1974年1月1日正式投入觀測。相繼投入的地震觀測儀器有：573（65）型地震儀，DD-1、DK-1型地震儀、FBS-3A型地震儀。目前使用的CTS-1E甚寬頻帶地震計，已保存了大量連續波形數據。

地震觀測資料是地震科學研究的基礎，想獲取連續、準確、完整、可靠的觀測資料就要保證臺站地震觀測系統的正常運行，而觀測數據的質量更是一個臺站的生命線，只有質量好的觀測資料才能夠為地震預報提供堅實的數據基礎。在處理測震日常數據時，包含了很多與地震波有關參數的確定，如初至波到時的確定、續至波到時的確定、體波震級和面波震級的確定、深度震相的確定、震源深度的確定等。其中，初至波震相精度不僅對地震定位結果和精度有直接影響，同時也是提高測震觀測資料質量關鍵。

隨著科學技術的發展，測震資料觀測評比標準的不斷完善，評比要求越來越高，對觀測資料的質量要求也越來越高。下面就與測震觀測中的存在問題和日常地震數據處理中影響測震觀測資料質量問題進行討論。提出了提高初至波震相精度的幾點建議。

1 臺站資料評比標準分析

為了規范地震臺站日常工作，提高測震觀測資料質量，中國地震局對地震臺站觀測資料評比工作高度重視。隨著“九五”項目數字地震觀測系統投入觀測，2006年中國地震局推出了國家數字地震觀測資料評比標準，以下稱舊評比標準，形成了數字臺站觀測工作運行標準，指導臺站人員的日常測震觀測工作。隨著“十五”臺站數字化項目的完成，2009年中國地震局出臺了新的評比標準，以下稱新評比標準。在舊評比標準中，數字地震臺站觀測資料評比標準包括：震相分析、震級測定、單臺報告、數據報送、記錄連續性、波形質量、資料保存、觀測日志、脈沖監視（表1）。在新評比標準中，數字地震臺站觀測資料評比標準分為：臺站資料分析評比標準、臺站系統運行評比標準、臺站大震速報評比標準。其中臺站資料分析評比標準包括：震相分析、震級測定、單臺報告、數據報送；臺站系統運行標準包括：數據報送、記錄連續性、波形質量、資料保存、觀測日志、脈沖監視（表2）。

表1 舊評比標準項目表

表2 新評比標準項目表

通過對新舊評比標準中各項的分析比較可以看出，新舊標準的內容分類沒有變化，只是調整了各項目分值的權重。最主要的“震相分析”和“震級測定”分值的權重增加了，這也反映出了當前對觀測人員分析處理地震數據要求越來越嚴格，在處理地震數據時，更注重質量，而不是注重數量；“單臺觀測報告”項目分值權重降低了，在編寫報告時，地震數據都是由計算機軟件自動生成統一的電子文本，方便了工作人員處理；“數據報送”項目分值權重沒有變化。

表3 舊臺站資料分析項目表

表4 新臺站資料分析項目表

為了進一步分析評比標準與地震數據處理之間的關系，將表1和表2進行細分，去掉“單臺報告”和“數據報送”影響較小的兩個評比項目，在新舊評比標準中，“震級測定”項目都分為4個子評比項目，各子項目在分值權重上沒有變化（表3、4）。在新評比標準中，“震相分析”評比項目的初至波精度和續至波精度的分值權重提高了很多，說明了初至波精度對觀測質量的影響越來越大，而且還增加了一項“震相分析精度”評比項目，每年抽取指定時間范圍內臺站的原始事件波形數據，以臺站原始事件波形記錄和臺站報送的震相到時為依據進行復核（表4），更說明了國家局對臺站地震資料的質量要求提高了，而不在是追求數量，對不同地域的臺站來說，更加合理。所以臺站在處理地震數據時，初至波震相定位的精度，對提高觀測資料質量至關重要，也對臺站分析人員提出了更高的地震數據分析要求。

2 臺站地震數據分析

根據鶴崗地震臺歷年評比結果和地震數據統計結果比較情況看（表5、6），2011年成績較2009年下滑明顯，地震數量和震級測定對臺站觀測資料評比結果的影響不是很大，主要是臺站產出的初至波震相和續至波震相的精度影響了觀測數據的質量，這說明在新評比標準中提高了臺站資料質量評比的難度，地震數量與其它項目之間的分值比例分配更加合理，考慮到了大范圍內臺站記錄地震數據的情況，強調了初至波震相和續至波震相的精度對地震數據處理的影響。

由于初至波震相的精度評分比重變化，比其他評比項目的分值提高了很多，初至震相精度得分遠大于其他評比項目綜合得分，所以鶴崗地震臺在處理地震數據時，應不斷加強對初至波震相和續至震相的分析精度，對于測震觀測資料質量和成績的提升還是有較大的空間。

表5 鶴崗臺2009—2012年評比名次

表6 鶴崗臺2008—2012年的地震數量

3 提高臺站觀測質量的幾點建議

根據上述分析認為，要提高鶴崗臺地震觀測質量，加強初至震相精度的分析是關鍵，但是對于臺站來說，影響觀測水平的因素有很多，根據臺站以往經驗，下面就改善工作提出幾點建議：

（1）嚴格履行“國家數字地震臺系統運行評比標準”中的各項要求，加強日常管理。值班人員在臺站值班期間，嚴格遵守資料驗收和工作制度，不擅離職守，確保能及時處理資料，在地方震發生時能及時反應，啟動應急預案。

（2）應加強地球內部基本結構、地震波走時曲線、地震波傳播規律、地震區（帶）的地理分布、近遠震分類等專業基礎知識的學習，盡快積累更多的工作經驗，特別是對地震多發地區典型地震震相、影區地震震相、雙地震和群震的后續震相的識別，增強分析震相精度的能量。例如：能快速分別不同季節出現的不同噪聲，減少對地震震相分析的主觀錯誤判斷，并在日常工作中積累出鶴崗臺自身的特征型地震，進行分析和對比。

（3）對典型震相案例定期進行業務練習，提高地震震相精度的分析經驗，能夠準確的識別主要震相特征、最大面波的地動位移、初動、震源深度等地震基本參數，強化對各地區典型地震的主要震相特征識別，特別是全球一些主要地震區中主要震相到時差的出現規律，并做好記錄。結合本臺實際，對不同方位、不同震中距和不同深度地震在初至波上的偏差，在一定范圍內進行誤差校正，這是提高震相分析精度最好的辦法。

（4）必須保證地震觀測資料的真實性，做到不漏震、不湊震，以真實波形為依據，通過對同一地震的多種仿真處理，提高初至波到時分析精度和震相分析精度，減少誤差，加強對地震事件數據的復核，提高數據的采用率。要注意的是，在新評比標準中，初至波到時殘差的方差小于1.3秒者為滿分。大于1.3秒者按比例計分。若某次地震的殘差≥5秒者，將作為震相認錯處理，人工去掉。

（5）定期進行地震震相分析經驗交流與規范操作的研討，注意分析人員不同的震相定位習慣問題，加強技術交流以提高觀測人員的整體分析水平，最大限度的挖掘有效地震信息；增加速報地震、五日報、月報分析等地震編報的錄入質量與數量。

（6）定期核準本臺臺址的經緯度和高程，報地震臺網中心備案，提高地震數據的精度。

（7）定期檢查地震計及數據采集器運轉情況，防止地震數據缺數。

（8）定期檢查測震GPS時鐘的運行情況，如果時鐘設備出現誤差，地震數據處理精度會受到嚴重影響。

（9）對鄰省的近震要重點分析，尤其是中俄邊界的深震，震相Pn和震相Pg往往會重疊或在影區內，如區分不好會給初至震相到時的判斷帶來較大誤差。

（10）提高臺站分析人員的責任心和團隊精神，加強與測震學科組之間的交流，嚴格按照觀測工作規范和資料質量評比標準的要求去做，使臺站觀測數據標準化、程序化。

4 結論

本文通過對國家數字臺站評比標準分析，并結合鶴崗臺地震資料進行了對比分析，得出以下結論：

（1）地震臺站觀測數據質量主要受到震相分析精度的影響，應加強臺站工作人員對震相分析的學習和基礎理論知識的學習。

（2）要獲得連續、準確、可靠、完整的地震資料，需要臺站良好穩定的運轉，需要臺站人員有較強的責任心和團隊精神。

（3）想要提高臺站在國家數字臺站評比成績，是受多方面因素影響的，不僅要在分析初至波震相精度上有所突破，還要不斷加強臺站自身建設和工作人員的團隊建設，提高地震臺站的綜合素質和業務競爭力。

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