MSDP-2.0版本测定面波震级与6.0版本测定宽频带面波震级对比分析——以锡林浩特地震监测中心站为例

甄齐 包文超

内蒙古自治区地震局锡林浩特地震监测中心站 内蒙古 锡林浩特 026000

1 资料选取

锡林浩特地震台位于内蒙古自治区锡林郭勒盟。地质构造复杂，具有中强地震发生的构造背景。南临希拉木伦河断裂，北临白音温都尔—巴音花断裂和那仁宝力格-军马场断裂。20世纪70年代以来，锡林浩特台周边300km以内发生过5次中强以上地震，分别为阿巴嘎旗5.6级、锡林浩特市5.2级、西乌珠穆沁旗旗4.8级、巴林左旗-阿鲁科尔沁旗5.9级、东乌珠穆沁旗5.9级。锡林浩特台属国家基本地震台，承担着全球范围内M≥6.0级以上地震速报和地震观测的任务。

依据中华人民共和国国家标准《地震震级的规定》（GB17740—2017）,采用2017—2018年3月锡林浩特地震台记录到全球M≥6.0级以上141个地震的数字波形资料，重新量取141个地震在2.0版本的面波震级及6.0版本的宽频带面波震级，并进行对比分析[1]。

2 方法和原理

2.1 面波震级测定

郭履灿等（1981）提出了国家测震台站现行面波震级公式。

式中，A 为两水平分向面波地动位移矢量和，单位为mµ；T 为对应周期，单位为s；σ（Δ）为面波震级起算函数；Δ为震中距；C为台基校正值。当 1°≤Δ≤ 130°，σ（Δ）=1.66 Δ+3.5；当130°＜Δ＜180 °，σ（Δ）=6.775+ 0.5[(2.147e-0.4465Δ+1.325)×(Δ- 90) ×10-2 +sinΔ+3.5+（Δ-1.954）/3]。

现在中国地震台网中心对外发布的Ms震级，计算公式为：

式中，Mi为国家测震台站测定的地震面波震级；n为记录到该地震的台站个数。计算台站测定震级的平均震级后，剔除超差震级数据，最终得到中国地震台网中心公布的震级数据。

2.2 震级偏差分析

2.2.1 面波震级偏差。根据公式：

求解锡林浩特地震台MSDP2.0与6.0系统震级偏差及分别计算MSDP2.0、6.0

版本与中国地震台网中心公布的每次地震的震级偏差。并求出偏差平均值。

2.2.2 不同方向的震级偏差。基于MATLAB功能，锡林浩特地震台为极坐标原点，使141个地震分布于四象限，将国家地震台网中心公布的地震经纬度转换为弧度，测定的面波震级偏差作为长度单位，做出极坐标图，绘制MS(xlt2.0)、MS(xlt6.0)和MS(CENC)方位震级偏差关系图。可得震级偏差四象限图，根据公式

求解各象限上的震级偏差并得出震级偏差平均数[2]。

3 结束语

基于锡林浩特台记录到的141个M≥6.0级以上地震的数字波形资料进行整理统计，计算得到MSDP2.0、6.0版本与中国地震台网中心公布的每次地震的震级偏差，两种版本测定震级的平均偏差和标准偏差，并对结果进行了分析。同时研究了不同版本下地震方位对地震偏差的影响，并求解各方向上的震级偏差并得出震级偏差平均数和标准偏差。

3.1 面波震级对比

求解锡林浩特地震台同台不同系统震级偏差及与中国地震台网中心公布的每次地震的震级偏差。计算全部地震震级偏差平均值。

3.1.1 MSDP2.0与6.0之间的测定震级偏差对比。以0.2级震级偏差为间隔，分别统计不同震级偏差的频数，分别计算锡林浩特台MSDP2.0版本测定震级与MSDP6.0版本测定震级偏差，MSDP6.0版本测定震级与中国地震台网测定震级偏差，MSDP2.0版本测定震级与中国地震台网测定震级偏差。经计算MSDP-6.0版本测定震级与中国地震台网测定震级偏差较小，偏差平均值为0.007，标准偏差为0.11。

3.1.2 四象限震级偏差。基于MATLAB软件依据锡林浩特台测定的面波震级和国家地震台网中心公布的地震经纬度转换为弧度做出以锡林浩特地震台为坐标原点的极坐标图，绘制和方位偏差关系图，图1给出MSDP-6.0与2.0的测定震级偏差在方位上的对比图（a），MSDP-6.0与中国测震台网测定的震级偏差在方位上的对比图(b)，MSDP-2.0与中国测震台网测定的震级偏差在方位上的对比图（c）。

图1 定震级方位偏差关系图

3.1.2.2 从震级偏差与震中方位关系看，震中在西北方向时MSDP-2.0版本测定面波震级与中国地震台网发布震级地震震级偏差平均数最大，为0.52，东北向偏差最小，为0.26。震中在西南方向时MSDP-6.0版本测定宽频带面波震级与中国地震台网发布震级地震震级偏差最大，为0.25，东北向偏差最小，为0.14。震中在东南方向时MSDP-2.0版本测定面波震级与MSDP-6.0版本测定宽频带面波震级偏差最大，为0.41，西北向偏差最小，为0.03。

3.1.2.3 震级偏差结果统计表明，MSDP6.0版本测定宽频带面波震级与中国地震台网发布震级更为接近。