地球物理學(xué)報(bào):多個(gè)地震臺(tái)網(wǎng)相互融合測(cè)定震級(jí)的貝葉斯算法
流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)由于臺(tái)站臺(tái)基響應(yīng)、震級(jí)測(cè)定方法和操作方式等多種因素的影響,測(cè)定震級(jí)與區(qū)域內(nèi)的固定地震臺(tái)網(wǎng)震級(jí)測(cè)量結(jié)果存在差異成為具有普遍性的問(wèn)題。即使流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)的震級(jí)測(cè)定公式中的量規(guī)函數(shù)經(jīng)過(guò)矯正,兩者在具體地震事件的震級(jí)測(cè)定上的差異仍不可避免,亟待發(fā)展新型、快速計(jì)算方法解決。
針對(duì)流動(dòng)地震臺(tái)在與固定地震臺(tái)組合使用測(cè)定震級(jí)時(shí),出現(xiàn)震級(jí)測(cè)量結(jié)果差異較大無(wú)法融合問(wèn)題,本項(xiàng)研究基于固定地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定震級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)差優(yōu)于流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)的先驗(yàn)假設(shè),利用不同地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定的震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)差為權(quán)重,構(gòu)建了震級(jí)偏差的概率密度函數(shù),推導(dǎo)得出多個(gè)地震臺(tái)網(wǎng)相互融合測(cè)定震級(jí)的貝葉斯算法。包括固定地震臺(tái)網(wǎng)分別與一個(gè)流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)和多個(gè)流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)的適用算法。
本項(xiàng)研究將發(fā)展的震級(jí)測(cè)定的貝葉斯算法應(yīng)用于西昌流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)(XC seismic network)與中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)(CN seismic network)的震級(jí)融合問(wèn)題中,得到了兩個(gè)臺(tái)網(wǎng)融合后的“真實(shí)震級(jí)”和震級(jí)矯正參數(shù)?;?/span>“真實(shí)震級(jí)”與原始測(cè)定震級(jí)的對(duì)比研究表明,“真實(shí)震級(jí)”與固定地震臺(tái)網(wǎng)原始測(cè)定震級(jí)之間存在一定偏離度的線性對(duì)應(yīng)分布,而西昌流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定震級(jí)相比“真實(shí)震級(jí)”整體偏小。利用獲得的震級(jí)矯正參數(shù),還可對(duì)該區(qū)域內(nèi)未來(lái)發(fā)生的地震事件進(jìn)行快速的震級(jí)矯正并得到更精確的震級(jí)估值。此外,當(dāng)區(qū)域內(nèi)如布設(shè)有多個(gè)流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)時(shí),該項(xiàng)研究推導(dǎo)的固定地震臺(tái)網(wǎng)與多個(gè)流動(dòng)地震臺(tái)網(wǎng)的算法還將獲得更為穩(wěn)定合理的“真實(shí)震級(jí)”。
本文創(chuàng)新點(diǎn):1. 發(fā)展了基于貝葉斯公式的震級(jí)矯正算法,可有效解決流動(dòng)測(cè)震臺(tái)與固定測(cè)震臺(tái)在聯(lián)合使用時(shí)測(cè)定震級(jí)存在較大差異問(wèn)題,算法屬原創(chuàng)性工作。2. 發(fā)展的基于貝葉斯公式的震級(jí)矯正算法,可獲得地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定震級(jí)的誤差偏移情況、利用矯正參數(shù)實(shí)現(xiàn)震級(jí)矯正的快速計(jì)算、利用流動(dòng)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)提升固定測(cè)震臺(tái)網(wǎng)震級(jí)測(cè)定精度等功能。
流動(dòng)測(cè)震臺(tái)與固定測(cè)震臺(tái)組合使用測(cè)定震級(jí)誤差較大,是制約利用流動(dòng)測(cè)震臺(tái)提升區(qū)域監(jiān)測(cè)能力的瓶頸問(wèn)題。本項(xiàng)研究發(fā)展的基于貝葉斯的震級(jí)矯正算法,可實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確獲得更接近真實(shí)震級(jí)的震級(jí)測(cè)定結(jié)果。該項(xiàng)算法可用于水庫(kù)、礦山、油氣開(kāi)采區(qū)等專用測(cè)震臺(tái)網(wǎng)以及科學(xué)臺(tái)陣探測(cè)等科學(xué)研究中,顯著提升地震監(jiān)測(cè)分析技術(shù)水平。
研究成果2022年發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)報(bào)》(司政亞、莊建倉(cāng)、蔣長(zhǎng)勝*, 2022. 多個(gè)地震臺(tái)網(wǎng)相互融合測(cè)定震級(jí)的貝葉斯算法. 地球物理學(xué)報(bào), 65(6): 2167-2178)。研究受中國(guó)地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)專項(xiàng)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2019CSES0105、2019CSES0106)、國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):41774067)共同資助。
【作者簡(jiǎn)介】
司政亞,中國(guó)地震局地球物理研究所在讀博士研究生、北京市地震局助理工程師,主要從事地震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。曾在《SRL》、《地球物理學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表第一作者學(xué)術(shù)論文多篇。



