福建地震預(yù)警系統(tǒng)在仙游震群的應(yīng)用

摘 要：地震預(yù)警技術(shù)是防震減災(zāi)的有效手段之一。本文針對2013年福建仙游震群，研究福建地震預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警能力及效果。通過與福建地震速報(bào)結(jié)果對比，軟件系統(tǒng)的定位平均偏差為：8.31±7.06km；震級估算平均偏差為：-0.7±0.74個(gè)震級單位；距首臺觸發(fā)后發(fā)布第一報(bào)用時(shí)：7.0±2.3s。結(jié)果表明，福建地震預(yù)警系統(tǒng)具備足夠的準(zhǔn)確定和時(shí)效性。

關(guān)鍵字：地震預(yù)警；震群；時(shí)效性；準(zhǔn)確性

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃：2014BAK03B02；中國地震局測震臺網(wǎng)青年骨干培養(yǎng)專項(xiàng)：20150415；福建省地震局科技攻關(guān)專項(xiàng)：G201503.

地震預(yù)警最早由美國的Cooper博士提出[1]，其核心思想是在真實(shí)的地震發(fā)生后，利用在地震活動地區(qū)布置的地震檢測儀器以及實(shí)時(shí)通信傳輸線路對地震進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，利用地震P波傳播速度大于破壞性S波，以及電磁波傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地震波波速的原理，在短的時(shí)間內(nèi)使用少量地震信息，盡可能準(zhǔn)確的估算地震震源位置、發(fā)震時(shí)間、地震震級、估計(jì)預(yù)警目標(biāo)區(qū)地震動和破壞程度及地震波到達(dá)時(shí)間，進(jìn)而搶在地震P 波或強(qiáng)地面運(yùn)動段S 波到達(dá)預(yù)警目標(biāo)區(qū)之前，對目標(biāo)區(qū)發(fā)出地震警報(bào)，以消除各種直接或者間接的災(zāi)害威脅。

目前，國際上已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)針對特定設(shè)施、單個(gè)城市、大區(qū)域及面向公眾的地震預(yù)警系統(tǒng)，部分已經(jīng)取得減災(zāi)實(shí)效。如墨西哥、日本、美國， 我國的臺灣、土耳其、羅馬尼亞、意大利、希臘、葡萄牙等。其中墨西哥SAS系統(tǒng)和日本緊急地震速報(bào)預(yù)警系統(tǒng)分別于1993年8月和2007年10月開始面向公眾發(fā)布地震預(yù)警信息，目前已經(jīng)取得了防震減災(zāi)效果。其他系統(tǒng)部分面向特殊行業(yè)發(fā)送地震預(yù)警信息，部分仍然處于測試階段[2-8]。

福建省地震局歷時(shí)3年，研發(fā)出一套地震預(yù)警系統(tǒng)。并在福建進(jìn)行示范運(yùn)行。本文針對福建地震預(yù)警系統(tǒng)對仙游震群的處理結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

1. 福建臺網(wǎng)狀況

福建“十一五”測震臺網(wǎng)由85個(gè)測震臺組成，臺站的平均間31km。東部沿海密集區(qū)域則為20km左右。44臺傳輸協(xié)議為MSTP，網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)為1.4s左右，41臺傳輸協(xié)議為SDH，平均延時(shí)2.1s左右。如圖1中藍(lán)色三角形是臺站的分布情況。

2、數(shù)據(jù)來源

本文選取2013年8-10月福建省仙游縣連續(xù)發(fā)生的9個(gè)震群事件，作為研究數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)目錄見表1。震中分布對比如圖1，紅色為地震預(yù)警定位震中分布，綠色為福建速報(bào)目錄震中。

3 地震預(yù)警系統(tǒng)處理情況統(tǒng)計(jì)

仙游震群9個(gè)地震事件，位于福建地震臺網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)，臺站分布相對密集，定位效果總體較好。地震預(yù)警系統(tǒng)處理并發(fā)布了8個(gè)，定位結(jié)果平均誤差為8.31±7.06km。其中4個(gè)偏差5km以內(nèi)，占50%；6個(gè)偏差10km以內(nèi)，占75%；7個(gè)偏差20km以內(nèi)，占87.5%；100%偏差25km以內(nèi)。偏差分布如圖1。

預(yù)警震級與速報(bào)震級結(jié)果對比，平均偏差為-0.7±0.74個(gè)震級單位。其中有6個(gè)事件的震級誤差介于±1個(gè)震級單位之間，占發(fā)布震例的75%；2個(gè)偏差較大。分布如圖2：

地震預(yù)警發(fā)布第一報(bào)信息距首臺觸發(fā)平均需時(shí)為7±2.3s。其中7個(gè)事件的預(yù)警首報(bào)在首臺觸發(fā)后10s（包括10s）之內(nèi)發(fā)布，占全部測試事件的87.5%；100%位于首臺觸發(fā)后15秒以內(nèi)。分布如圖3：

4 漏報(bào)事件原因分析

2013年8月3日2時(shí)43分56秒福建仙游ML4.2級地震，震中東經(jīng)118.746北緯25.635，地震預(yù)警處理但未發(fā)布。

從圖4的地震波形可以看出，在仙游地震發(fā)生之前，臺灣地區(qū)發(fā)生了一個(gè)小地震，掩蓋了仙游地震的P波震相，這導(dǎo)致地震預(yù)警系統(tǒng)無法識別仙游地震，最終導(dǎo)致該地震漏報(bào)。

5 總結(jié)

地震預(yù)警系統(tǒng)對仙游震群的處理結(jié)果表明，對于小范圍的地震頻發(fā)區(qū)域，地震臺站相對密集的情況下，地震預(yù)警系統(tǒng)的定位接近人工定位結(jié)果，其準(zhǔn)確性能夠滿足地震預(yù)警對軟件系統(tǒng)的要求。

地震預(yù)警軟件估算震級結(jié)果具備一定的精度，基本滿足地震預(yù)警的實(shí)際需求，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)震級參數(shù)選取的事件震級較大，在處理小震級事件時(shí)，結(jié)果離散性相對偏高，地震預(yù)警震級估算參數(shù)需要進(jìn)一步擴(kuò)充。

仙游震群地震預(yù)警基本上能夠在首臺觸發(fā)后5-10秒發(fā)出第一次地震預(yù)警信息，說明地震預(yù)警系統(tǒng)能夠充分滿足地震預(yù)警系統(tǒng)的時(shí)效性要求。

對于雙震導(dǎo)致的震相疊加等問題，地震預(yù)警系統(tǒng)還需要做進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] Cooper. Letter to editor， San Francisco Daily Evening Bulletin， 1868， Nov.3， 1968.

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作者簡介

于培青（1982-），男，漢族，工程師，主要從事地震監(jiān)測、地震預(yù)警及烈度速報(bào)等方面科研工作.