面向首都圈地區(qū)的地震早期預警技術初步研究.pdf

1、隨著世界范圍城市化進程的加快,地震對生命財產造成越來越大的危害,而地震的發(fā)生往往難以被有效預報。為了降低地震帶來的災害,地震早期預警系統(tǒng)是較為有效的地震減災方法。國際上已經有許多國家投入這項工作中,如美國的ElarmS系統(tǒng),日本的“緊急地震速報”系統(tǒng),和我國臺灣省的快速地震信息發(fā)布系統(tǒng)(RTD),福建省的實時速報系統(tǒng)也在朝著這個方向努力。
　　 首都圈地區(qū)(38.5-41.5 N,113.5-120E)地處華北北部,城市密集,是

2、國家政治文化中心和主要經濟區(qū)帶。從地震活動性看,首都圈地區(qū)并非強震高發(fā)地帶,但是歷史上也曾經發(fā)生過損失巨大的強烈地震。同時,由于該地區(qū)所具有的政治上的特殊性以及經濟上的核心地位,即使一些破壞性較低的地震也會引起社會較大的關注,因此有必要在該地區(qū)建立一套面向普通地震同時兼顧強震的地震早期預警系統(tǒng)。首都圈數(shù)字遙測臺網布設111個地震臺站,包括46個寬頻帶地震臺站,5個甚寬帶地震臺站,60個短周期地震臺站,已經具備了建立地震早期預警系統(tǒng)研究的

3、基礎條件。但如何將國際上成熟的理論和技術引入到首都圈的預警系統(tǒng)建設中還需要大量的工作要做。因此,進行符合首都圈地區(qū)特征的地震預警關鍵技術研究迫在眉睫。
　　 首都圈地區(qū)并沒有我國臺灣地區(qū)、日本、美國加州等地那么密集的觀測儀器,另外,布設的儀器不僅有寬頻帶地震儀,而且有半數(shù)以上的短周期地震儀,這就給地震早期預警系統(tǒng)的建設增加了難度。為此,本文使用臺灣CWB提供的1999年臺灣集集地震的強震儀記錄進行模擬實驗。結果表明,在一定程度上

4、,短周期地震記錄P波前3秒可用來估計地震的震級,并且用地震波形參數(shù)Pd估計震級的方法對更高的震級才會出現(xiàn)飽和,好于用τc估計震級的方法,而且采用頻率域補償?shù)霓k法可以減少短周期紀錄估計震級時的飽和現(xiàn)象,從而將短周期地震儀有效應用在地震早期預警系統(tǒng)中。
　　 在地震早期預警系統(tǒng)中,地震波形參數(shù)測定(如τc和Pd)是一個重要的問題,關系到地震震級的快速估計及預警信息的及時發(fā)布。考慮到首都圈臺站布設狀況和臺網數(shù)字化后地震事件分布情況,建

5、立了首都圈地區(qū)地震波形參數(shù)τc和Pd與地震最終震級M的對應關系。該對應關系可用于正在建設的首都圈地震早期預警系統(tǒng)中。
　　 地震預警中另一個值得關注的問題是時間問題,預警系統(tǒng)處理地震信號的快慢關系到能否在主要地面運動到來之前為要保護的地點提供有效及時的預警信號。首都圈地區(qū)地震早期預警系統(tǒng)建設是基于首都圈數(shù)字遙測地震臺網基礎上的,對臺網中臺站布設情況進行評估是預警系統(tǒng)建設中必不可少的一環(huán)。為了優(yōu)化首都圈數(shù)字遙測地震臺網,提高預警能