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测定震源深度的困难与可能的解决方法 赵仲和 中国地震台网中心 2011年全国测震学科关键技术专家组工作会议 2011年7月14-15日 上海 关于震源深度的定义 震源：地震发生的位置。 震中：震源在地面上的垂直投影。 震源深度：震中到震源的深度。 （维基百科/wiki/地震） 问题：因地震定位程序不同，地震速报和地震目录中给出的震源深度可能是“海拔”深度（相对于青岛外黄海平均海平面）而不是从震中地面算起的深度。例如，在平均海拔4.5km的藏北高原，震源深度应该是“海拔”深度+4.5km。HYP2000称，给出的震源深度是相对参与定位台站的平均平面的深度（似更合乎震源深度的定义） 。 不同意义下的震源深度 利用震相到时数据（包括pP-P和sP-P）测定的震源深度可以认为是地震初始破裂点的深度。 CMT深度实质上反映的是地震矩张量密度分布的某种矩心的深度（吴忠良，牟其铎： 现代地震目录，国际地震动态，1994．(41):1~4） 矩张量反演获得的深度体现的是震源的一种矩心，它既不是震源的几何中心，也不是简单的震源体的“质量”中心（高原、周蕙兰：中国科学院研究生院学报，Vo1.14 ，No.2，1997）。 不同意义下的震源深度可以相互比较，但不能彼此替代。 本报告的讨论限于利用震相到时数据测定的震源深度。 测定震源深度的意义 可以帮助我们推断具体地震的成因。 可以帮助我们推断地震可能造成的破坏程度和影响范围。 是判断地震类型的重要依据。特别是在核爆炸以及其他非天然地震的鉴别方面，震源深度成为决定性判据之一。 有震例表明，在大地震发生之前，未来震中区及邻区出现深震，对大地震预测具有一定意义。 可靠的震源深度是进一步测定其他地震参数（如震源机制解）的基础，也直接影响如矩张量反演、震源过程反演的起始点源位置。 …….. 并非任何条件下都能得到可靠的震源深度 地震台网：台网相对于地震事件的几何分布，台站的噪声水平，台站的地震计配置（频带，动态范围，灵敏度），时间服务； 震相数据：可得到的震相数据种类，震相识别的正确性，震相到时的读数准确度； 震源深度测定方法：能否充分利用可得到的到时数据，自动处理与人机交互分析； 允许的处理时间：地震速报，地震波形的详细分析； 地球（地壳）速度结构。 测定震源深度的固有困难：地震台网不能三维地包围震源 如果把震中位置（地理经纬度λ、φ或在区域台网情况下相对于台网中心的直角坐标x、y）、震源深度和发震时刻作为4个参数求解，由于台网并非在三维意义上的包围震源，使得发震时刻与震源深度这两个参数不独立。 在线性化求解的情况下，表现为走时空间偏导数矩阵中对应于震源深度的一列元素都接近于1，而对应于发震时刻的一列总是为1，这导致矩阵接近奇异，由于到时读数误差的存在，使迭代不能收敛于正确解 在有哪些信誉好的足球投注网站类定位方法中则表现为其目标函数有多个相对极小值，对应于不同的深度和发震时刻组合，也是由于到时读数误差的存在，使得目标函数极小值对应的结果并非我们期望的合理结果。 对震源深度结果可用性的提示和约束 因此，需要一些提示和约束，指出在一些情况下地震定位程序给出的震源深度是不可用的。 例如：《区域台网地震月报目录与地震观测报告编报技术规范》（1997）规定，地震月报目录中要尽可能地提供震源深度值, 定位精度在一类以上且有近台记录（△≤5Okm）的地震必须测定震源深度值,数据表示到个位(单位:公里)。 上世纪80-90年代，北京台网定位结果输出中，对于不满足上述要求的地震，给出提示，指出其震源深度“不可用”，于是在地震目录中该地震的震源深度栏空。 在地震定位程序中根据地震定位质量的判别标准，划分地震的类别，例如下表，以此告知震源深度结果的可靠性。 定位质量标准 台网质量标准 QD NO （使用台站个数 ） GAP(o) （空隙角） DMIN(km) （最近台的震中距） A =6 =90 =focal depth or 5km B =6 =135 =2x focal depth or 10km C =6 =180 =50km D 其他情况 QS RMS(s) （到时残差均方根） ERH(km) （震源水平误差） ERZ(km) （震源垂直误差） A 0.15 =1.0 =2.0 B 0.30 =2.5 =5.0 C 0.50 =5.0 D 其他情况 对定位结果质量的综合描述 （Hypo81BJ，赵仲和，多重模型地震定位程序及其在北京台网的应用，地震学报，5，2，1983． ） 对震源深度结果可用性的提示和约束（续） 一些地震定位程序中给出对定位结果的误差估计，如：基于线性误差理论得到的协方差矩阵，由此得到给定置信水平（例如95%）下的误差椭球和/或水平误差和深度误差估计（赵仲和 牟磊育，地震定