红山地震台震相到时准确测定.pdf

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1、地震地磁观测与研究第34卷第5／6期SEISM0L0GICALANDGE0MAGNETICV01．34No．5／62013年l2月0BSERVAT10NANDRESEARCHDec．2O13doi：10．3969／J．issn．1003—3246．2013．05／06．014红山地震台震相到时准确测定李细顺D王利兵王静D胡秀娟D罗娜畅国平陈晓燕1)中国河北054000红山基准地震台2)中国石家庄050021河北省地震局摘要利用工具软件对选取的红山地震台波形数据进行分析处理，从波形包含的频率成分特征上可以区分地

2、脉动、干扰、地震；利用Fourier变换、滤波、复时谱分析、高斯小波分析、莫莱小波分析、D小波分析等手段，综合分析处理可准确标注地震震相。关键词地震；震相到时；干扰；判定0引言震相分析是微观地震科学的核心工作，是提取数据的主要手段(赵国荣，1999)。随着科学技术的发展，利用震相到时资料进行研究的项目越来越多，对地震震相测定准确性的要求也越来越高，由于震相受到地脉动和干扰的影响，初至位置的判定经常出现一定误差，至今没有准确测定的有效方法。红山基准台(以下简称红山台)作为全国大震速报台和全国地震资料报送台站，地

3、震资料的准确性尤为重要，根据台站实际情况，急需寻求准确测定地震震相到时和对干扰进行判定的方法。本文旨在寻找准确标注地震震相到时的方法，以便精确测定地震参数，用于大震速报、资料报送以及速度层结构等研究，提高资料的可信度和使用价值；同时分析红山台记录的类似地震波动的特点，将其与地方震区别开来，避免误标或漏标。通过近1年的分析研究，编写所需的工具软件《地震波形分析软件》，利用此软件对选取的地脉动、干扰、近震、远震等波形数据进行分析处理，从频率成分及分析处理方法的实际效果中总结。干扰与地震的区分主要在频率域中，从其主

4、要频率成分上分析判断；地震震相初动的判别需结合复时谱分析、高斯小波、莫莱小波等分析方法，人机结合，综合判断。1研究数据选取寻找准确标注地震震相到时的方法及分析红山台记录的类似地震波动的特点，与地方震区别开来，研究数据的选取以此为依据，针对研究目标抽取。作者简介：李细顺(1976)，女，河北石家庄人，工程师，现主要从事地震观测工作基金项目：河北省地震局2012年青年基金项目收稿日期：2013-04—1188地震地磁观测与研究34卷(1)近震数据波形选取较近的地方震波形和较远的近震波形。波形选取时先查阅地震报告，

5、根据报告调取若干地方震波形和近震波形，从中选取初始有干扰或初始幅小的波形作为课题研究波形。(2)远震数据波形选取远震初至位置有异常波形的波形。远震震相的判别主要是对远震初至震相的判断，对发震时刻及震中方位起着至关重要的作用。由于完整远震波形较长，数据量大，针对本课题研究目标，只抽取从远震初始前几十秒开始约100S的波形。(3)地脉动波形选取若干时段的无震数据波形。不同时段的地脉动波形不尽相同，共同频率成分反映台站的观测环境特点。(4)干扰波形选取红山台有代表性的若干类震波形与地方震波形相似，容易造成误标，且其

6、通常呈现在某个时段较多发生的特点。2工具软件T具软件除了具备基本的数据读取和存储功能外，还具有频率分析、时谱分析、小波分析等数据分析功能。(1)Fourier变换可以显示数据振幅谱，根据振幅谱可以看出波形数据中的频率成分及相对强度，再通过设定数字滤波器参数对数据进行相应滤波，可突出地震信号，提高数据信噪比(冯红武等，2010)。(2)复时谱分析实际是将数据序列Fourier变换取自然对数，再取Fourier变换逆变换，得到数据相应的复时谱。也就是说，复时谱是数据序列从时间域至频率域、频率域至频率域、频率域至时

7、间域的3次变换，可以突出显示后续叠加地震波的初至位置，对类似回声信号效果比较好(万永革，2007)。(3)小波分析具有能够根据分析对象自动调整有关参数的“自适应性”，能够根据观测对象自动“调焦”。不同的小波基特点不同，分析处理效果不同，对于数据波形应该根据实际情况相应选取，综合分析(周彦文等，2007)。3资料处理3．1地震震相到时的准确测定地震分为近震、远震、极远震，震中距小于1000km的地震叫近震，震中距小于100km的近震叫地方震。根据地震震相波形特点，主要利用《地震波形分析软件》，从地方震、近震、远

8、震分析探讨震相到时测定方法。(1)地方震震相到时测定。图1为地方震原始波形与高斯小波处理后波形对比图，其中图1(a)为地方震原始波形，图1(b)为经过软件高斯小波处理后的数据波形。原始波形的初至震相起始较缓，初动夹角较小，准确位置较难确定，到时标注误差较大；处理后的波形起始尖锐，初动夹角较大，准确位置较明显，到时标注误差较小。(2)近震震相到时测定。图2为近震原始波形与莫莱小波处理后波形对比图，图2