2015年地震速报质量评估*

邓文泽　何少林　杜广宝

(中国地震台网中心,北京100045)



2015年地震速报质量评估*

邓文泽※何少林杜广宝

(中国地震台网中心,北京100045)

2015年各省级台网完成有效速报1355次。根据地震速报管理规定,中国地震台网中心对其中953次地震进行了速报确认。利用2015年全年人工地震速报参数资料,对比省级台网向EQIM服务器上报的参数(速报时间、 发震时刻、 震中位置、 震级、 深度)和全国正式目录参数,我们对2015年全国区域台网地震速报工作进行了质量评估和分析,并给出了最终结果。

地震速报; 上报参数; 质量评估

引言

2008年5月12日汶川大地震造成了巨大的人员伤亡、 经济损失和地质灾害,随之而来的是社会对地震速报工作的要求越来越高。在“十五”期间,国家台网建设日益完善,全国1000多个区域台站实现了实时数据共享,地震速报时间显著加快,国内地震人工速报从30分钟左右提高到了现在的10分钟左右； 地震监测能力也有提升,首都圈地区地震监测能力达到0.5级,部分发达地区地震监测能力达到1.0级,新疆、 青海、 内蒙大部分地区地震监测能力达到2.0级,西藏地区地震监测能力达到2.5级[1]。随着互联网的迅速崛起,互联网+地震的模式备受关注,地震信息的受众人群越来越广,地震信息的传播速度越来越快。为了进一步提高地震速报的实效性,中国地震局监测预报司于2011年启动了自动地震速报能力评估工作,并于2013年4月1日起实现了自动地震速报结果正式对外发布,同时也敦促人工速报结果要较快跟进发布[2]。

自动地震速报虽然快速,但结果较为粗糙,因而必须对其进行人工确认,如何确保人工速报结果既快又准成为当前阶段的难题。各省级台网中心和中国地震台网中心严格执行2015年修订的《地震速报技术管理规定》[3]的相关要求,在规定时间内完成相关的速报任务。为了加强各省级台网中心之间的交流,促进人工速报工作,每年5月份都对上一年度的速报地震进行评比,并对最终成绩排名。

1　地震速报

现阶段我国地震速报系统主要由中国地震台网中心、 省级地震台网中心和五大区域速报中心构成[3]。各省级台网中心和国家台网中心通过EQIM服务器进行地震参数的汇集和转发,并通过云网站、 手机应用和微博的方式对速报信息进行传送,地震速报的工作要求越来越精细。地震发生后的具体流程如图1所示,不同地区的速报时间和震级速报范围有差异[4]。

图1　地震速报流程图

2　台站和数据

在国家的大力支持下,中国地震局历经“八五”、 “九五”、 “十五”计划发展,建立了“中国数字地震监测系统”,在坚持台站均匀分布的前提下,对一些重点区域(首都圈和经济发达城市)加密观测,现今共有台站1098个(图2)。随着对台站的管理日渐规范,台站实时运行率已达到较高水平,2015年全年台站实时运行率从2014年的97.84%提升到98.09%。2015年各省级台网全年完成1355次地震速报,其中达到国家台网中心速报规定的地震953次,含CC类速报205次,CD类速报948次。速报震中分布如图3所示,主要发生在我国的西部和台湾地区。

图2　台站分布

图3　2015年国内速报分布

3　速报结果的综合对比

2015年中国测震台网编目数据产出分为快报目录和正式报目录,其中快报目录接收102562条,编辑产出56375条,正式目录接收105802条,产出81548条,以正式报的结果为准,与各省局台网上传EQIM的地震速报参数进行对比,2015年全年共上报EQIM系统1355条地震速报信息,由于地震速报过程较为迅速,难免存在一些人为操作的失误,因而会发生地震速报参数更正的信息。此外,对于西部省份交界地区,地震发生的频率较高,相邻省份对同一地震同时上报地震参数信息的情况较多,去除以上重复信息,最终有效的地震速报信息为868条(图4)。

图4　有效地震速报和参评地震数

3.1初报时间

根据《地震速报管理规定》,各省级台网中心需要在规定时间内完成规定区域内的地震初报。首都圈地区省级地震台网中心在8分钟内完成3.0级以上地震的初报； 上海、 广东、 江苏、 浙江、 辽宁、 山东、 福建、 重庆等地在10分钟内完成3.0级地震的初报； 青海、 新疆、 内蒙、 西藏等地在15分钟内完成3.0级以上地震的初报； 其他省份在12分钟内完成3.0级以上地震的初报。图5是地震速报初报时间图。

图5　地震初报时间

从图5可以看出,大部分地震能在速报规定时间内完成,地震初报平均时间为576 s。但也存在少部分地震超时完成,对其中超时完成的地震进行统计分析(图6),超时地震主要发生在新疆和西藏地区。西藏地区台站分布较差,台站波形质量有待提高,地震处理的速度较慢,因而超时地震较多； 新疆地区超时地震是皮山地震6.5级地震的余震上报,余震序列的识别较为困难,该部

图6　各省超时地震个数

分地震超时也在允许范围内。其他省级台网中心超时原因主要是速报参数的误差较大,修正后上传时间超时。如2015年12月25日山东省临沂市平邑县的地震超时较多,主要困难是对坍陷地震的识别能力较差。湖南省上报的2015年3月10日贵州剑河县5.5级地震参数中深度震相识别错误,地震发震时刻也因此误差较大,之后重新上传正确的地震参数,造成上报超时。

3.2发震时刻

从发震时刻偏差(图7)可以看出,大部分地震的发震时刻偏差在2 s以内,地震发生后,需要在较短时间内完成地震参数的测定,利用的台站极其有限,因而在评定过程中认为发震时刻不超过5 s在允许误差内。图中发震时刻偏差大于10 s的地震主要发生在西藏地区,其中有一部分是发生在国境线外的地震,西藏台网的台站分布较差,地震参数的测定误差整体偏高。此外,湖南省上报的贵州省剑河县5.5级地震的参数出现错误,发震时刻相差较大。

图7　发震时刻偏差

3.3震级偏差

根据中国地震局相关规定,地震速报震级使用国家标准《地震震级的规定》(GB 17740)[5],对上报地震参数的震级进行分析统计(图8)。从图8可以看出,大部分地震的震级偏差在0.3级以内,有极少部分震级偏大或偏小1级左右。震级偏大的地震仍然是在西藏地区,如尼泊尔8.1级地震以及较大的余震,一些小的地震也存在偏差在1级左右,震级的测定受震源机制、 地震波传播路径和地震台站台基的影响,西藏地区的地壳厚度较大,地下结构对其震级的测定存在一定的影响。对所有的地震震级偏差求平均可知,地震震级偏差平均值在0.06级,充分说明地震速报的震级较为稳定且准确。

图8　震级偏差

3.4震中位置

按照国家台网地震速报质量评分标准规定,震中位置允许误差为20 km,大于20 km的地震参数将根据震中误差范围进行相应的扣分[6]。图9是震中位置误差结果,绝大部分定位误差在20 km以内,偏差大于20 km的地震共66次,其中西藏占53次,最大震中偏差为107 km,为西藏台网上报的尼泊尔地震,仅利用西藏台网的台站,台站孔隙角较大,定位误差相对较大。

图9　震中偏差

3.5深度偏差

中国大陆地区仅在东北地区(珲春)附近有深源地震,其他地区以浅源地震为主。地震的深度与发震时刻是耦合的。因此,对于深度偏差较大的地震,其发震时刻的测定必然受到影响,图10是地震深度偏差统计图,图中大部分地震的深度偏差在20 km以内,大部分地震的震源深度在10 km左右,主要原因是我国地震多为浅源地震,极少部分地区存在深源地震,这与历史地震的深度分布相一致。最大深度偏差为85 km,该偏差是海南省上报广东省地震的参数,由于台站分布较差,对于深度震相的认识不足,造成了较大偏差,偏差在40 km左右的地震大部分是新疆台网上报的国外中源地震,在当前阶段,省级台网对于国外地震的定位仍然存在差异。

图10　深度偏差

3.5综合对比结果

测震学科管理组每年对地震速报参数进行评比,表1为2015年的评比成绩,其中新疆台网得分第一,西藏台网每年处理的地震数量较多,但其地震速报参数误差较大。海南、 江西、 湖南省级台网由于出现了上报参数错误,得分较低,上海、 浙江台网没有参评地震,因而没有得分。

表1　2015年省级台网速报评分成绩

4　结论

通过对2015年各省级台网上报的地震参数分析,可知我国地震高发地带主要在西部地区云南、 四川、 新疆和西藏等省份。国内3.0级以上地震的初报工作越来越快,地震参数的准确性也越来越高。中东部地区大部分能在8分钟内完成地震初报,全国地震初报平均时间在9分钟左右,初报时间较快,发震时刻偏差在2 s左右,发震时刻偏差较小,震级偏差平均值为0.06级,震级值较为稳定,震中位置偏差平均值为7.6 km,震源深度偏差平均值为10 km。

通过对地震初报参数的分析以及速报综合评分,总体来说,全年速报成绩较为优异。西部省份由于地震较多,处理地震的经验较为丰富,上报的地震参数较为准确。中东部地区广东和安徽的地震速报工作较为优秀。对于地震较少的省份,如江西、 湖南等省,地震初报的处理能力有待提高。西藏地区的速报参数误差较大。

为了获得较为准确的地震速报参数,各省级台网应该在规定时间内用尽可能多的对台站进行定位,台站孔隙角越小定位精度越高； 其次各省级台网应建立本台网的地壳速度结构模型,这将有利于地震的定位； 最后利用历史地震信息,建立地震事件库,对新发生地震进行相对定位也将提高地震的精度。

2015年区域台网的地震速报工作虽然取得了较好的成绩,但随着“十三五”规划的开始,地震监测台网将不断加密,对速报人员的业务水平要求也不断提高。为了满足防震减灾需求,中国地震局对地震速报提出的要求越来越高,在快速完成地震速报参数的同时,也要保证速报参数的准确性仍然是一项艰巨的任务。

感谢测震学科管理组工作人员对本文的支持和帮助。

[1] 刘瑞丰,高景春,陈运泰,等. 中国数字地震台网的建设与发展. 地震学报,2008,30(5): 533-539

[2] 杨陈,黄志斌,翟璐媛. 全国自动地震速报系统综合评估. 地震地磁观测与研究,2012,33(5/6)： 316-321

[3] 侯建民,黄志斌,余书明,等. 中国国家地震台网中心技术系统. 地震学报,2009,31(6)： 684-690

[4] 中国地震局. 地震速报技术管理规定(中震测发[2015]51号). 2015

[5] 刘瑞丰,陈运泰,任枭,等. 震级的测定. 北京： 地震出版社,2015

[6] 孟玉梅,赵永,王斌. 中国地震观测台网地震速报定位误差的分析. 地震,2001,21(3)： 65-69

The quality evaluation of manual earthquake bulletin in 2015

Deng Wenze,He Shaolin,Du Guangbao

(China Earthquake Networks Center,Beijing 100045,China)

1355 earthquakes were reported by 31 Province Networks Center in 2015. According to the regulations for earthquake rapid reporting, China Earthquake Networks Center verified and issued 953 earthquakes. Based on the rapid earthquake reporting data in 2015, we compare the reporting parameters, reporting time, source time, epicenter, magnitude and depth with that of the formal released catalog. We then analyze the above information and get the final quality assesssment.

rapid reporting; reporting parameter; quality assessment

2016-07-13； 采用日期： 2016-08-03。

邓文泽,e-mail: dengwenze@seis.ac.cn。

P315.75；

A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.08.006