河北地方性震级量规函数与方位角校正值研究

王亚玲; 毛国良; 周依; 王宁; 蒋宏毅

doi:10.11899/zzfy20230414

河北地方性震级量规函数与方位角校正值研究

doi: 10.11899/zzfy20230414

河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站, 石家庄 050000

基金项目: 中国地震局地震科技星火计划项目（XH21003Y）；河北省地震局星火计划项目（DZ20200326044）

详细信息

作者简介:
王亚玲，女，生于1992年。硕士，工程师。主要从事地震监测、数据处理工作。E-mail：1625715932@qq.com

通讯作者:
蒋宏毅，男，生于1982年。硕士，高级工程师。主要从事地震预警及地震信息服务。E-mail：88393309@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2022-06-30
- 刊出日期: 2023-12-01

Study on the Calibration Function and Azimuth Correction of Hebei Local Earthquake Magnitude

Hebei Hongshan National Observatory on Thick Sediments and Seismic Hazards, Shijiazhuang 050000, China

摘要

摘要: 基于2016—2020年河北测震台网记录的941次M_L≥2.0地震事件为数据源，计算单台震级平均偏差，通过震级偏差频次趋势、量规函数及震源方位等方面分析影响震级偏差的因素。量规函数校正后，震级偏差绝对值在0.2以内的样本数占比由58.74%提升至62.20%，基于校正数据拟合出切合河北省台站特点的量规函数。在此基础上，以测震单台为中心平均划分为12个区间，分别计算不同方位震源的震级偏差值，发现不同方向的震源对单台震级偏差影响具有一定规律性。除去53个空值区间及样本数量为1的无法计算平均值的47个区间，其余752个区间的震级偏差值|$ \Delta M_{{\rm{L}}nm} $|≤0.2的区间有526个，占比为69.95%，经校正后各区间的震级平均偏差值有所下降，|$ \Delta M_{{\rm{L}}nm}$|≤0.2样本数占比提升至74.77%，说明方位角校正有必要且有意义。
- 震级偏差 /
- 量规函数 /
- 方位角 /
- 震级校正
Abstract: Based on 941 M_L 2.0 events recorded by Hebei seismograph network from 2016 to 2020, the average deviation of the magnitude of a single station is calculated. The causes of magnitude deviation are analyzed from the aspects of magnitude deviation frequency distribution, calibration function and source location.After correction of the calibration function, the number of samples whose magnitude deviation within 0.2 increases from 58.74% to 62.20%, and a calibration function that conforms to the characteristics of the stations in the province of Hebei is fitted;On this basis,taking a single seismograph as the center, it is divided into an interval of 30°to calculate the magnitude deviation of source in different directions. It is found that there are certain rules for the influence of sources in different directions on the magnitude deviation of a single station. Excluding 53 null intervals and 47 intervals with a sample size of 1 that cannot be averaged,there are 526 intervals with the magnitude deviation value |$ \Delta M_{{\rm{L}}nm} $|≤0.2 of the remaining 752 intervals, accounting for 69.95%.After correction, the average deviation value of earthquake magnitude in each region has decreased, and the sample of |$ \Delta M_{{\rm{L}}nm} $|≤0.2 was increased to 74.77%. It shows that azimuth correction is necessary and meaningful.
- Magnitude deviation /
- Gauge function /
- Azimuth /
- Magnitude correction

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图 1 所选地震事件震中分布

Figure 1. Epicentre distribution of selected seismic events

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图 2 原始震级偏差统计

Figure 2. Original magnitude deviation statistics

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图 3 单台震级偏差随震中距的变化

Figure 3. Variation of magnitude deviation of single station with epicenter distance

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图 4 量规函数校正后震级偏差频率

Figure 4. Magnitude deviation frequency after calibration of gauge function

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图 5 量规函数校正前后对比

Figure 5. Comparison of gauge function before and after calibration

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图 6 量规函数校正前后单台震级标准偏差值对比

Figure 6. Comparison of standard deviation values of single earthquake magnitude before and after calibration of gauge function

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图 7 台站震级平均偏差值随方位角变化趋势

Figure 7. The variation trend of the mean magnitude deviation of the station with the azimuth angle

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图 8 方位角校正后震级偏差频率

Figure 8. Magnitude deviation frequency after azimuth correction

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表 1 各单台震级平均偏差及标准偏差

Table 1. Mean deviation and standard deviation of each seismic magnitude

台站	样本数	校正前		校正后		台站	样本数	校正前		校正后
台站	样本数	平均偏差	标准偏差	平均偏差	标准偏差	台站	样本数	平均偏差	标准偏差	平均偏差	标准偏差
北戴河（BDH）	215	0.10	0.24	0.13	0.23	沙城（SHC）	193	−0.18	0.30	−0.17	0.27
沧州（CAZ）	222	0	0.20	−0.03	0.19	尚义（SHY）	266	0.10	0.22	0.10	0.20
赤城（CHC）	584	−0.02	0.20	−0.07	0.19	深州（SHZ）	220	−0.12	0.27	−0.13	0.25
承德（CHD）	570	−0.09	0.18	−0.12	0.18	涉县（SXT）	169	−0.02	0.24	0	0.23
昌黎（CLI）	482	−0.29	0.23	−0.20	0.17	谈固（TAG）	124	0.07	0.25	0.08	0.23
长生寺（CSS）	281	0.11	0.24	0.12	0.19	唐海（TAH）	348	−0.08	0.24	0.04	0.25
磁县（CXT）	264	0.10	0.26	0.11	0.19	塔寺（TAS）	386	0.06	0.20	0.04	0.18
陡河（DOH）	235	−0.26	0.28	−0.06	0.21	桃林口（TLK）	473	0.07	0.19	0.12	0.21
丰宁（FEN）	411	0.08	0.17	0.02	0.17	武安（WAT）	246	0.08	0.17	0.08	0.16
肥乡（FEX）	167	−0.10	0.23	−0.09	0.20	完县（WAX）	349	0.08	0.18	0.04	0.17
阜城（FUC）	122	0.03	0.21	0.01	0.18	文安（WEA）	147	−0.16	0.33	−0.11	0.25
岗南（GAN）	278	0.30	0.20	0.27	0.20	围场（WEC）	476	0.09	0.19	0.04	0.17
广宗（GAZ）	194	−0.15	0.22	−0.12	0.20	无极（WUJ）	127	−0.25	0.23	−0.25	0.20
沽源（GUY）	292	0.29	0.17	0.21	0.16	新河（XIH）	214	−0.16	0.30	−0.10	0.21
黄壁庄（HBZ）	211	−0.01	0.18	−0.04	0.16	兴隆（XIL）	537	−0.01	0.23	−0.04	0.23
河间（HEJ）	136	0.08	0.29	0.09	0.22	行唐（XIT）	426	0.17	0.20	0.13	0.17
红山（HNS）	334	−0.10	0.30	−0.07	0.20	兴隆东（XLD）	611	−0.06	0.20	−0.09	0.19
怀安（HUA）	148	0.28	0.37	0.35	0.35	新乐（XLE）	176	−0.01	0.26	−0.03	0.24
黄骅（HUH）	112	0.06	0.22	0.03	0.20	雄县（XOX）	248	−0.15	0.38	−0.14	0.27
井陉（JNX）	263	−0.07	0.21	−0.07	0.18	邢台（XTT）	258	−0.09	0.24	−0.08	0.19
京唐港（JTG）	112	−0.06	0.20	0.04	0.18	宣化（XUH）	200	−0.01	0.32	0.03	0.26
康保（KAB）	274	−0.03	0.18	−0.08	0.17	阳原（YAY）	375	−0.10	0.22	−0.10	0.22
宽城（KUC）	421	−0.09	0.18	−0.11	0.17	易县（YIX）	424	0.12	0.19	0.09	0.18
涞源（LAY）	400	−0.11	0.19	−0.15	0.18	永年（YON）	257	0.13	0.22	0.14	0.20
临城（LIC）	343	0.25	0.22	0.26	0.21	永清（YOQ）	287	0	0.27	0.02	0.22
蠡县（LIX）	190	−0.15	0.23	−0.16	0.19	元氏（YUS）	392	0.11	0.17	0.10	0.20
隆化（LOH）	499	−0.01	0.22	−0.06	0.22	蔚县（YUX）	410	0.03	0.29	0.01	0.25
鹿泉（LUQ）	249	0.20	0.26	0.18	0.28	赞皇（ZAH）	301	0.08	0.23	0.10	0.22
滦县（LUX）	453	−0.12	0.27	0.07	0.20	枣强（ZAQ）	129	−0.05	0.29	−0.08	0.27
临漳（LZT）	157	−0.22	0.24	−0.18	0.25	正定南（ZDN）	176	0.65	0.29	0.64	0.27
孟村（MEC）	116	−0.01	0.41	−0.05	0.41	张北（ZHB）	407	−0.04	0.20	−0.10	0.19
青龙（QIL）	479	−0.10	0.22	−0.11	0.20	逐鹿（ZHL）	294	−0.15	0.26	−0.15	0.22
迁西（QIX）	495	−0.06	0.21	−0.01	0.20	赵县（ZHX）	163	−0.09	0.27	−0.04	0.20
秋树坪（QSP）	322	0.14	0.26	0.12	0.25	张家口（ZJK）	340	−0.05	0.26	−0.06	0.20
任县（REX）	222	−0.20	0.32	−0.16	0.24	遵化（ZUH）	321	0.19	0.19	0.18	0.20
遂城（SCH）	326	−0.07	0.23	−0.09	0.22

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表 2 按震中距分段统计震级平均偏差

Table 2. Average deviation of earthquake magnitude according to epicentral distance

震中距/km	平均偏差	样本数	震中距/km	平均偏差	样本数/个	震中距/km	平均偏差	样本数/个	震中距/km	平均偏差	样本数/个
0～5	−0.09	45	125～130	0.01	381	250～255	0.05	360	375～380	0.13	104
5～10	−0.23	81	130～135	0.05	325	255～260	0.06	281	380～385	0.10	66
10～15	−0.41	67	135～140	0.02	371	260～265	0.01	197	385～390	0.07	50
15～20	−0.44	162	140～145	−0.03	379	265～270	0.09	175	390～395	0.14	56
20～25	−0.54	146	145～150	0.02	415	270～275	0.08	163	395～400	0.12	68
25～30	−0.42	234	150～155	0.01	460	275～280	0.06	170	400～405	0.12	55
30～35	−0.28	191	155～160	−0.02	328	280～285	0.04	169	405～410	0.14	42
35～40	−0.22	199	160～165	0.01	332	285～290	0.03	163	410～415	0.16	50
40～45	−0.24	238	165～170	0.03	304	290～295	0.06	134	415～420	0.06	40
45～50	−0.16	337	170～175	0.06	335	295～300	0.04	152	420～425	0.07	34
50～55	−0.18	392	175～180	0.03	310	300～305	0.07	131	425～430	0.15	40
55～60	−0.13	486	180～185	0.04	345	305～310	0.17	156	430～435	0.14	23
60～65	−0.14	478	185～190	0.08	427	310～315	0.14	121	435～440	0.13	32
65～70	−0.10	369	190～195	0.05	282	315～320	0.12	143	440～445	0.08	24
70～75	−0.10	365	195～200	0.04	311	320～325	0.13	98	445～450	0.16	25
75～80	−0.06	541	200～205	0.04	276	325～330	0.18	131	450～455	0.04	25
80～85	0	544	205～210	0.01	285	330～335	0.14	101	455～460	0.10	20
85～90	0.02	452	210～215	0.09	301	335～340	0.15	75	460～465	−0.10	11
90～95	0.05	504	215～220	0.05	234	340～345	0.10	85	465～470	0.12	22
95～100	−0.01	515	220～225	0.07	336	345～350	0.10	50	470～475	0.08	16
100～105	0	469	225～230	0.12	259	350～355	0.08	70	475～480	0.12	8
105～110	0.05	538	230～235	0.11	246	355～360	0.04	73	480～485	0.08	18
110～115	0.03	398	235～240	0.10	230	360～365	0.03	58	485～490	0.06	16
115～120	0.01	410	240～245	0.07	269	365～370	0.05	88
120～125	0	453	245～250	0.07	331	370～375	0.08	49

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表 3 71单台站不同方位震源震级偏差统计表

Table 3. 71 Statistical table of source magnitude deviation at different directions at a single station

台站	方位角
台站	30°	60°	90°	120°	150°	180°	210°	240°	270°	300°	330°	360°
北戴河（BDH）	0.26	0.02	0.17	−0.10	−0.08	−0.33	0.19	—	—	—	−0.07	0.14
沧州（CAZ）	−0.18	−0.08	−0.15	−0.17	−0.07	0.13	0.11	−0.05	−0.23	—	—	—
赤城（CHC）	0.03	−0.25	−0.22	−0.10	−0.32	−0.36	0	−0.06	−0.04	0.02	−0.04	−0.05
承德（CHD）	−0.07	−0.07	−0.16	0.09	0.01	−0.23	−0.13	−0.14	−0.22	−0.04	−0.15	−0.12
昌黎（CLI）	−0.02	−0.26	−0.22	−0.23	−0.06	−0.08	−0.09	—	—	−0.04	−0.33	−0.21
长生寺（CSS）	—	—	—	0.15	0.32	−0.07	0.26	0.10	0.09	0.13	0.41	0.03
磁县（CXT）	0.03	0.04	−0.57	−0.03	−0.27	0.05	0.24	0.14	0.09	0.02	0.05	−0.01
陡河（DOH）	−0.13	−0.06	−0.11	0.07	—	—	−0.15	−0.27	−0.09	0.02	−0.06	−0.24
丰宁（FEN）	0.09	0.14	−0.02	0.01	−0.17	−0.11	−0.09	−0.05	−0.06	0	−0.03	0.07
肥乡（FEX）	−0.27	−0.25	−0.18	−0.01	−0.03	−0.05	−0.13	−0.03	−0.14	−0.28	−0.11	−0.07
阜城（FUC）	0.11	0.07	0.07	−0.12	−0.17	0.04	0.03	−0.06	—	—	—	−0.39
岗南（GAN）	0.19	0.41	0.35	—	0.01	0.26	0.27	0.31	0.12	0.22	0.48	0.25
广宗（GAZ）	−0.17	−0.04	−0.10	−0.25	−0.14	−0.08	−0.18	−0.01	−0.24	—	−0.11	−0.18
沽源（GUY）	0.30	0.14	0.17	0.20	—	—	0.18	0.22	0.20	0.14	0.22	0.19
黄壁庄（HBZ）	0.06	−0.03	−0.48	0.48	0.04	−0.08	−0.07	−0.09	−0.04	−0.14	0.10	−0.08
河间（HEJ）	0.11	0.17	−0.03	0.04	0.18	0.03	−0.01	0.12	−0.05	—	0.19	−0.13
红山（HNS）	−0.03	−0.17	−0.16	−0.14	−0.07	−0.02	−0.02	−0.04	−0.37	−0.03	−0.01	0.03
怀安（HUA）	0.22	0.32	0.80	0.39	0.56	0.10	0.41	0.04	0.56	0.32	0.46	0.39
黄骅（HUH）	—	−0.05	−0.14	0.22	0.17	0.05	−0.07	−0.04	0	0.17	—	—
井陉（JNX）	−0.09	−0.22	−0.17	−0.05	−0.24	0.01	0	−0.07	−0.23	0.05	0	−0.10
京唐港（JTG）	0.19	−0.18	−0.13	0	0.05	0.09	−0.45	−0.20	−0.03	0.18	0.08	−0.02
康保（KAB）	−0.06	−0.26	—	—	—	—	−0.04	—	−0.20	−0.10	−0.04	−0.10
宽城（KUC）	−0.11	−0.01	−0.10	−0.12	−0.06	−0.23	−0.07	−0.07	−0.31	—	−0.03	−0.17
涞源（LAY）	−0.04	−0.26	−0.25	−0.01	−0.08	−0.19	−0.12	−0.16	−0.16	−0.18	−0.22	−0.24
临城（LIC）	0.20	0.16	−0.02	0.30	0.45	0.32	0.34	0.25	0.11	0.15	0.31	0.15
蠡县（LIX）	−0.13	−0.19	−0.17	−0.03	−0.09	−0.26	−0.13	−0.17	−0.12	−0.16	0.38	−0.53
隆化（LOH）	−0.09	−0.10	−0.10	−0.18	−0.19	−0.35	−0.30	−0.02	−0.06	−0.25	−0.12	−0.01
鹿泉（LUQ）	0.13	0.23	0.30	0.24	0.29	0.07	0.11	−0.05	−0.01	0.59	0.50	0.22
滦县（LUX）	0	0.03	0.07	0.07	−0.19	−0.01	0.08	0.27	0.21	0.04	0.08	0.10
临漳（LZT）	−0.28	−0.26	−0.14	0.01	−0.29	−0.31	−0.15	−0.26	−0.48	−0.16	−0.12	−0.60
孟村（MEC）	—	−0.27	0.03	−0.34	0.08	−0.11	−0.01	−0.15	−0.26	—	—	—
青龙（QIL）	−0.02	−0.08	−0.23	−0.16	−0.33	−0.27	−0.24	−0.17	—	—	−0.08	−0.23
迁西（QIX）	0.03	0.01	−0.09	−0.08	−0.09	−0.12	0.02	−0.17	0.13	0.16	0.20	−0.08
秋树坪（QSP）	0.18	0.17	−0.33	0.22	—	−0.07	0.09	0.13	0.30	0.18	0	0.15
任县（REX）	−0.03	−0.16	−0.35	−0.47	−0.30	−0.16	0.08	−0.18	−0.44	—	−0.23	0.09
遂城（SCH）	−0.32	−0.21	−0.14	−0.06	0.08	0.08	0.05	−0.08	−0.12	−0.27	−0.13	−0.42
沙城（SHC）	−0.02	−0.27	−0.51	−0.25	0.02	−0.16	−0.17	−0.21	−0.29	−0.17	0.10	−0.10
尚义（SHY）	0.12	0.08	−0.04	—	0.33	—	0.38	0.08	0.12	0.15	0.15	0
深州（SHZ）	−0.11	−0.10	0.01	−0.02	−0.11	−0.12	−0.15	−0.29	−0.08	−0.40	0.08	−0.22
涉县（SXT）	—	—	0.05	—	0.06	−0.09	0.01	−0.05	−0.13	0.10	0.09	−0.06
谈固（TAG）	0.19	−0.04	−0.13	0.12	−0.06	0.01	0.01	−0.05	0.09	0.07	0.21	0.05
唐海（TAH）	—	−0.26	−0.15	−0.10	0.04	0.17	0.09	−0.17	−0.49	−0.20	−0.26	−0.06
塔寺（TAS）	0.12	0.18	−0.13	−0.13	−0.04	−0.04	0.09	0.17	0.20	0.07	0.03	−0.01
桃林口（TLK）	0.15	0.18	−0.10	−0.01	0.17	0.07	0.13	0.19	—	—	0.02	−0.01
武安（WAT）	0.10	—	0.09	0.42	−0.14	0.05	0.12	0.07	0.10	0.08	0.08	0.09
完县（WAX）	−0.01	0.04	−0.13	−0.05	0.13	0.12	0.10	0.08	0	−0.09	0.17	−0.05
文安（WEA）	−0.23	−0.09	−0.20	0.03	−0.29	−0.39	−0.04	−0.02	0.01	0.02	—	—
围场（WEC）	0.11	0.05	−0.05	−0.11	0.05	−0.37	0.02	−0.01	−0.26	−0.25	0.03	0.04
无极（WUJ）	−0.13	−0.30	−0.32	−0.16	−0.18	−0.17	−0.32	−0.49	−0.51	−0.32	−0.24	−0.24
新河（XIH）	0	−0.16	−0.23	−0.14	−0.29	−0.15	−0.12	0.01	0.04	0.23	−0.02	0.01
兴隆（XIL）	−0.14	−0.23	−0.22	−0.21	−0.17	−0.22	−0.20	−0.05	−0.25	0	0.08	−0.10
行唐（XIT）	0.14	0.20	−0.08	—	−0.02	0.04	0.21	0.13	0.11	0.18	0.15	0.09
兴隆东（XLD）	−0.06	0.02	−0.17	−0.25	−0.31	−0.40	−0.22	−0.27	−0.34	−0.09	−0.09	−0.04
新乐（XLE）	−0.13	−0.12	−0.06	0.38	−0.12	0.11	0.15	0.10	−0.37	−0.42	−0.08	−0.09
雄县（XOX）	−0.25	0.04	−0.13	0.05	−0.04	0.11	0.06	−0.22	−0.20	−0.40	−0.86	−0.49
邢台（XTT）	−0.14	−0.23	−0.07	−0.23	−0.30	0	0.02	−0.01	−0.20	0.01	−0.11	−0.07
宣化（XUH）	0.17	−0.03	0	−0.10	−0.40	0.01	−0.27	−0.24	−0.02	0.04	0.19	0.16
阳原（YAY）	−0.08	−0.04	−0.29	0.19	−0.24	−0.17	0.14	−0.17	−0.18	−0.11	−0.06	−0.06
易县（YIX）	0.18	0.10	−0.09	0.16	0.12	0.06	0.15	0.15	0.04	0.02	0.14	0.11
永年（YON）	0.14	0.08	−0.06	0.20	−0.04	0.12	0.23	0.22	−0.07	0.08	0.16	0.09
永清（YOQ）	−0.21	−0.18	−0.06	0.02	0.06	0.12	0.08	0.25	0	−0.06	−0.21	−0.12
元氏（YUS）	0.31	0.13	0.09	0.35	0.06	0.04	0.09	−0.04	−0.03	0.17	0.21	0.17
蔚县（YUX）	0.28	−0.05	−0.16	−0.14	−0.32	−0.24	−0.21	−0.12	0.02	−0.03	0.19	0.23
赞皇（ZAH）	0.18	0.05	0.23	0.36	0.07	0.10	0.15	−0.08	−0.13	0.17	0.04	0.11
枣强（ZAQ）	−0.22	−0.13	−0.04	−0.11	−0.05	−0.16	0.02	−0.03	0.04	—	0.43	−0.58
正定南（ZDN）	0.61	0.60	0.51	0.77	0.28	0.71	0.75	0.75	0.58	0.63	0.77	0.56
张北（ZHB）	−0.14	−0.20	−0.37	0.07	—	—	−0.22	−0.21	−0.28	0.02	−0.03	−0.22
逐鹿（ZHL）	−0.11	−0.29	−0.45	−0.19	−0.34	−0.24	−0.38	−0.13	−0.16	−0.11	0.12	−0.13
赵县（ZHX）	−0.09	−0.21	−0.04	−0.01	−0.28	0.07	0.04	0.04	−0.18	−0.07	−0.13	−0.02
张家口（ZJK）	−0.02	−0.21	−0.27	−0.15	−0.18	0.06	0.11	0.09	0.05	0.02	−0.02	−0.08
遵化（ZUH）	0.33	0.11	0.10	0.11	−0.03	−0.23	0.01	0.17	0.20	0.24	0.18	0.30

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