基于移动时窗的τ c 计算方法及其在广东地区震级估算的应用

发布时间：2021-04-01 21:17

　　地震预警系统是减轻地震灾害损失的关键手段,而利用地震P波初始信息快速估算震级则是地震预警系统的重要部分。对地震预警研究中常用的基于卓越周期τ_c的震级估算方法进行了研究,提出了基于移动时窗的τ_c计算方法。研究表明:τ_c值会在地震波到达台站时发生显著变化,根据这种变化可更为精准地确定用于震级估计的τ_c值。此外,利用上述方法对广东地区的地震记录进行分析,用函数拟合该地区τ_c与震级的关系,建立了适用于广东地区的τ_c震级快速估算模型。 

【文章来源】：华南地震. 2020,40(01)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

基于移动时窗的τc计算结果

式（2）指出，τc是可以反映地震动位移谱重心位置的周期的有效参数。而台站监测到的日常地脉动信号与地震发生时监测到的地震动信号在位移谱上是有明显差异的。因此，如果对监测数据进行连续的τc计算（如图1所示），在地震波到达台站的前后时刻，τc值应该会有显著变化。基于移动时窗的计算方法，以0.1 s为移窗步长，3 s为计算窗口长度，对2017年02月28日广东东源3.0级地震中地震波形记录清晰的3个台站的数据进行计算，结果如图2所示。其中，LVY、DFH及GUL三个台站与震中的距离分别为21.87 km、32.23 km和38.37 km。图2显示，地震波到达各个台站时，τc值会急剧减小，随后逐渐恢复到震前水平。

基于移动时窗的计算方法，以0.1 s为移窗步长，3 s为计算窗口长度，对2017年02月28日广东东源3.0级地震中地震波形记录清晰的3个台站的数据进行计算，结果如图2所示。其中，LVY、DFH及GUL三个台站与震中的距离分别为21.87 km、32.23 km和38.37 km。图2显示，地震波到达各个台站时，τc值会急剧减小，随后逐渐恢复到震前水平。此外，图3为图2的局部放大图，描述了各个台站接收到地震波前后的τc变化。对比各个台站的震中距，图3a指出，离震中最近的台站的τc值率先发生突变，而离震中最远的台站的τc值最后发生变化。这说明τc值的变化是由地震引起的，其变化时刻为地震波到达各个台站的时刻。其中，图3b以LVY台为例，描述了τc的突变过程。不难发现，τc值从日常水平的3.78减小到震时水平的0.16只耗时0.1 s。这说明，如果按照传统方法先进行地震波到时识别，再计算前3 s的τc值，0.1 s的到时识别误差可能导致近24倍的τc计算误差。因此，本文提出的移窗τc方法可通过τc的突变现象来更准确地、更稳定地确定地震前几秒的τc值，进而获取更稳定的震级估算结果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]2013年四川芦山MS7.0地震自动速报震级偏差分析及方法改进[J]. 梁建宏,孙丽,徐志国,刘杰.  地震学报. 2015(06)
[2]地震预警中两种利用卓越周期估算震级方法的比较[J]. 宋晋东,李山有.  地震工程与工程振动. 2012(06)
[3]地震预警震级确定方法研究[J]. 金星,张红才,李军,韦永祥,马强.  地震学报. 2012(05)
[4]地震预警震级计算方法研究综述[J]. 张红才,金星,李军,韦永祥,马强.  地球物理学进展. 2012(02)
[5]用于地震预警系统中的快速地震定位方法综述[J]. 黄媛,杨建思.  国际地震动态. 2006(12)

博士论文
[1]地震预警系统关键技术研究[D]. 张红才.中国地震局工程力学研究所 2013
[2]地震预警技术研究及应用[D]. 马强.中国地震局工程力学研究所 2008



本文编号：3113985