PMC方法在江苏测震台网监测能力评估中的应用

江苏测震台网经近20年的高速发展,已拥有75个数字测震台站,针对江苏台网监测能力的评估需求,同时为进一步优化台网布局,提高江苏测震台网监测能力提供参考意见,本文使用基于概率的完整性震级方法,利用江苏台网2009-2021年正式编目观测报告数据,对江苏台网进行监测能力评估。研究结果表明,江苏台网监测能力较好的地区为北部连云港周边地区,监测能力达到了M_(L)≥1.5;监测能力较差的地区为中部地区及近海海域,监测能力达到了M_(L)≥2.0。整个江苏台网基本实现了M_(L)≥2.0的监测能力,周边地区及中部近海海域基本实现了M_(L)≥2.5的监测能力。

利用PMC方法评估地震台阵的地震检测能力——以西昌流动地震台阵为例

为实现对高密度、宽频带流动地震台阵地震检测能力的实时、不同深度评估,本研究采用"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,以西昌流动地震台阵为例,对2013-01-13—2014-05-14期间平均的地震检测能力、不同震源深度检测能力,以及某一时刻的实时地震检测能力进行了评估.结果表明,PMC方法可识别地震观测资料处理中人为因素对地震检测能力的影响,不同震源深度下地震的检测能力存在差异,其中H=7.5km时,"网内"的完整性震级MP可达ML0.8,而在H=15.0km和25.0km时,"网内"的MP分别为ML1.0和ML1.4.在示例的2014-01-14时刻,非正常运行的台站造成地震检测能力的变化可被清晰识别出.此外,与MAXC和EMR等其它常用方法的对比表明,这些方法可能过高估计了地震台阵的检测能力.

基于PMC方法的辽宁测震台网监测能力评估

为获得辽宁测震台网科学准确的监测能力评估结果,分析辽宁及周边地区的地震监测能力时空分布特征,为测震台网的优化提供科学依据。本研究首次将“基于概率的完整性震级”(PMC)方法应用到辽宁测震台网,通过计算获得辽宁地震台网37个台站的单台检测概率、测震台网合成检测概率以及基于概率的最小完整性震级M P。单台检测概率表明:PMC方法能够客观地反映台站对地震事件的检测能力;营口—海城老震区周围的台站对较小震级的地震有较高的检测能力,受台网布局影响,位于辽宁边界地区台站的检测能力较弱。M P时空分布特征显示:辽宁中部沈阳—辽阳—本溪—鞍山—盘锦地区1.5≥M P≥1.2。辽宁南部大连一带监测能力较低M P≥3.0,辽宁西部与河北交界地区3.0≥M P≥2.5,辽宁其他区域2.5≥M P≥1.8。研究结果表明,为进一步提高辽宁地震台网监测能力,需在辽宁东部、东南部建设台站以提高该区域台站密度,在辽宁西部地区建设部分台站和重新规划需要引入的河北共享台站,以提高该区域的台站密度及改善台站空间布局和该区域的监测能力。

基于PMC方法的上海测震台网地震监测能力评估

采用基于概率的完整性震级(PMC)方法,选取上海测震台网13个地震台站及周边省市地震台2008—2019年记录的171个地震,计算各地震台及上海测震台网地震监测能力,并模拟增加新的地震台站后台网监测能力的变化。结果显示:①地表基岩台的监测能力较深井台强,且受噪声和地铁影响,市区深井台监测能力较低;②整体上,台站密布的松江和青浦地区,地震监测能力较强,最小完整性震级为ML 0.7。台站稀疏的浦东、奉贤、崇明地区,地震监测能力较弱,最小完整性震级为ML 1.3;③若在上海南部增设奉贤海湾台,可整体提高上海测震台网的监测能力。

基于PMC方法评估青海省测震台网监测能力

采用基于概率的最小完整性震级方法(PMC),对青海省测震台网稳定运行以来实际产出的地震观测报告数据(2014—2021年)进行分析,获得该台网单台检测概率(P_(D))、合成检测概率(P_(E))以及基于概率的最小完整性震级(M_(P))的空间分布。通过对青海及邻区地震监测能力的评估,获得如下认识:青海测震台网监测能力存在明显的空间差异,其中:在台站分布较为密集的青海东部、中部地区,地震监测能力较好,M_(P)分别为M_(L) 1.5—2.0和M_(L) 1.8—2.5;在台站分布较为稀疏的青海西部和南部地区,地震监测能力则相对较差,M_(P)分别为M_(L) 2.5—3.5和M_(L) 2.2—2.7;在台站分布最为稀疏的青藏交界地区,地震监测能力最差,M_(P)约为M_(L) 2.5—3.5。对青海测震台网监测能力的科学评估,可为进一步改善台网空间布局提供参考依据。

利用PMC方法评估海南测震台网地震监测能力

利用“基于概率的完整性震级”PMC方法,采用海南测震台网地震编目报告数据和台站资料,计算了海南测震台网21个台站对海南岛陆及周边海域地震的检测概率、测震台网的合成检测概率及最小完整性震级。单台检测概率结果显示:由于受台站布局、台基等因素影响,海南岛陆中部台站的检测能力较强,琼北地区4个火山口台和三亚台检测能力差。合成检测概率及最小完整性震级结果显示:以屯昌为中心点以及周边的琼中、文昌、定安地区为检测高值地区;接入广东广西共享台,海南岛陆90%的地区基于概率的最小完整性震级M_(P)达到M_(L)1.5左右,海南岛陆西南部分地区及海岸线50 km范围内M_(P)达到M_(L)2.0左右。结果表明:海南岛陆中北部地震监测能力较强,西南部及周边海域地震监测能力较弱,研究结果希望能为进一步优化海南测震台网布局提供一些参考依据。

南北地震带地震台网监测能力评估的不同方法比较研究

为探讨不同地震台网监测能力评估方法的结果差异性及其原因,本文选用目前国际上比较前沿的"基于概率的完整性震级"(PMC)方法和"完整性震级范围"(EMR)方法,以及中国地震台网常规采用的"震级-最大距离"方法,对2008年10月1日—2015年9月17日南北地震带地区表征地震监测能力的最小完整性震级进行了比较研究.研究中考虑了以往关注不够的地震观测质量一致性问题,统一采用至少3个台站记录的地震资料.结果显示,3种方法的结果差异显著,最小完整性震级的差值在南北地震带个别地区甚至可达ML2.0,其中,PMC方法获得的最小完整性震级Mp值在32°N以北地区显著低于其它两种方法,震级-最大距离方法获得的最小完整性震级Mr低值结果仅与高台站密度地区有关,与包括EMR方法获得的最小完整性震级McEMR相比较在统计均值上则呈McEMR<Mp<Mr.进一步对各地震台站的地震检测能力进行评分,结果显示,台站运维水平和对记录地震分析的完整程度,是造成Mp值显著不同于其它方法结果的主要原因,而是否选用相同的记录台站数量等数据质量约束标准,会造成EMR方法与其它方法结果的显著差异.因此,考虑到地震台网运行的实际情况和不同评估方法的计算原理,推荐PMC方法用于地震监测能力的评估.

内蒙古地震重大项目监测台网监测能力评估

针对内蒙古地区地形东西跨度大、台站分布不均匀、监测能力较为薄弱的特点,基于概率的完整性震级(PMC)方法,依托内蒙古重大项目监测台网的数字资料,选取内蒙古重大地震台网及周边邻省共108个地震台站所记录的4087个地震,开展重大项目监测台网的监测能力评估。评估结果显示,内蒙古西部地区最小完整性震级为M_(L)1.3,地震监测能力相对较弱;内蒙古中西部地区和东部地区最小完整性震级分别为M_(L)0.6、M_(L)0.7,地震监测能力相对较强。

内蒙古区域地震台网监测能力研究

国际上新近发展的"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,具有可考察地震定位中由于台站人为选择等造成的台网监测能力下降,以及避免传统基于G-R关系的统计算法因地震数目过少而无法评估等优点.本研究利用PMC方法,计算得到内蒙古区域地震台网39个台站对周边地震事件的检测概率及台网检测概率.单台检测概率结果显示:PMC方法能够客观地反映39个台站对地震事件的检测能力;因台网布局等影响,内蒙古区域地震台网中西部和中东部地区的台站检测能力较强,而靠近蒙古、俄罗斯边境的台站,阿拉善右旗附近地区的台站,以及邻近吉林、黑龙江等地区的台站检测能力较低.合成检测概率结果显示,由于邻省台站的引入,全区80%的地区基于概率的最小完整性震级MP达到2.2左右,其余地区MP达到3.3左右.为提高地震台网监测能力,建议在监测能力较弱的中蒙交界地区、东北部地区,以及阿拉善左旗以西地区适度加密台站,进一步优化台网布局.

中国地震台网监测能力评估和台站检测能力评分(2008—2015年)

针对中国地震台网"十五"项目建成后的地震监测能力科学评估的需求,为进一步优化台网布局、提升边疆海域等重点地区监测能力,本研究利用"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,对中国地震台网1001个台站以及2008-10-01-2015-09-17期间实际产出的地震观测资料进行了研究,分析了指定震级档下的检测概率P_E和最小完整性震级MP的分布.除台网整体监测能力分布外,为直观地用单分值表述逐个台站的地震检测能力,本文发展了基于等振幅曲线的"地震检测能力评分表",给出了国家台和区域台每个台站的地震检测能力评分统计特征和空间分布特征.此外,研究中还采用设定"最佳"地震监测能力目标函数的方式,模拟了通过改进观测条件可获得的地震台网监测能力提升的理论结果.研究结果表明,我国华北和东南沿海等东部地区地震监测能力较高,西部尤其是青藏高原南部地区M_p仅约为4.5,近海海域M_p仅约为3.5;从单个地震台站的运行效益角度,台网运行水平和地震观测资料的分析程度对台站的实际的地震检测能力影响显著,新疆等部分台站稀疏地区地震检测能力较高,而中等台站密度的贵州等部分区域相对较低;国家台的地震检测能力评分D_(score)系统优于区域台,新疆等西部边疆地区,以及福建等东南沿海地区的D_(score)明显高于台站密集的东部地区;模拟结果显示,在现有台站布局条件下,通过台站优化改造和提升运维管理水平,可显著提升对内蒙古西部、四川西部、甘肃一青海的北部交界地区、鄂尔多斯地块内部、贵州大部分地区,以及我国近海海域、朝鲜半岛北部和中南半岛北部地区的地震监测能力.

山西地震台网监测能力研究

该研究运用国际上新近发展的"基于概率的完整性震级"(PMC)方法,计算获得山西及邻区区域地震台网44个台站对周边地震事件的检测概率及台网检测概率。发现,因台网布局等影响,山西中部断陷盆地展布区域及两侧隆起区大部分地区的最小完整性震级为MP≤1.5,山西西部边缘地区和最北端与内蒙古自治区、河北省交界地区震级达到1.5≤MP≤2.0,山西最南端的晋陕交界MP为3.0级左右。研究表明,为进一步提高山西地区整体监测能力,在山西西部边缘地区、最北端和最南端可增设台站或引入更多邻省台站。

内蒙古测震台网监测效能分析

以1976—2015年内蒙古地震监测资料为基础分5个阶段，定位地震和空隙角、参与定位台站数、定位台站震中距和观测报告最小完整性震级分析，综合评估内蒙古测震台网的监测效能，从而分析影响地震目录完整性和台网监测能力的主要因素，为地震台网优化布局、监测能力科学评估和地球科学研究提供基础参考。