汶川地震的面波震级测定及其多普勒效应

刘瑞丰; 邹立晔; 张立文

doi:10.11939/jass.20170212

汶川地震的面波震级测定及其多普勒效应

1.
中国北京100081 中国地震局地球物理研究所
2.
中国北京100045 中国地震台网中心

基金项目: 中国地震局经常性项目（16A43ZX014）资助

详细信息

通讯作者:
邹立晔: email： zouly_xm@qq.com

中图分类号: P315.3⁺2
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2018-01-03
- 修回日期: 2018-03-13
- 网络出版日期: 2018-05-01
- 发布日期: 2018-04-30

Determination of the surface-wave magnitude of the Wenchuan earthquake and its seismic Doppler effect

1.
Institute of Geophysics，China Earthquake Administration，Beijing 100081，China
2.
China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China

摘要

摘要: 本文介绍了全球主要地震机构对2008年5月12日汶川地震参数的速报和修订情况，分析了美国地质调查局国家地震信息中心测定的面波震级。通过对比198个全球地震台站测定的面波震级和面波周期，得出如下结论：测定面波震级偏大的台站主要分布在震中的东北方向，测定面波震级偏小的台站主要分布在震中的西南和东南方向，面波周期偏小的台站主要分布在震中东北方向。由于此次地震破裂方向是以北东向单侧破裂为主，且地震多普勒效应导致震中东北方向振动加强，因此该方向上的面波震级偏大，地震烈度衰减慢；而震中西南方向的振动减弱，此方向面波震级偏小，地震烈度衰减快。从而造成地震烈度沿中央断裂带的北东方向衰减慢，而南西方向衰减快的特征分布。
- 汶川地震 /
- 面波震级 /
- 多普勒效应 /
- 烈度
Abstract: The fast report and revision of the parameters of the Wenchuan earthquake on 12 May 2008 by some major international seismological institutions are introduced, and the surface-wave magnitude measured by National Earthquake Information Center of United States Geological Survey is analyzed in this paper. The comparison of the measured surface-wave magnitudes and periods of 198 global seismic stations reveals that, those stations with larger magnitudes are mainly in NE direction of the epicenter while those with smaller magnitudes are in SW and SE direction, and stations with smaller periods are mainly in NE direction. The seismic intensity map of the Wenchuan earthquake shows that the intensity attenuated slowly in the NE direction of the central fracture zone while the intensity attenuated fast in the SW direction. The reason is that Wenchuan earthquake is a unilateral rupture mainly in NE direction, due to the seismic Doppler effect, the stronger shaking leads to the larger surface-wave magnitudes and slower intensity attenuation in the NE direction of the epicenter, vice versa the weaker shaking leads to the smaller surface-wave magnitudes and faster intensity attenuation in the SW direction.
- Wenchuan earthquake /
- surface-wave magnitude /
- Doppler effect /
- seismic intensity

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图 1 在震中距为R、方位角为φ的NEIC台上所测定震级大小的分布图

Figure 1. Magnitude distribution measured by NEIC stations where R is the epicentral distance and φ is the azimuth

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图 2 汶川M_S8.0地震地表破裂带与烈度分布图（引自袁一凡，2008）

Figure 2. Surface fractures and intensity map of the Wenchuan earthquake （after Yuan，2008）

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表 1 国际地震机构速报的汶川地震的参数

Table 1 Parameters of the Wenchuan earthquake quickly reported by major international seismological institutions

序号	发震时刻（UTC）时：分：秒	震中位置		震源深度/km	M_S	测定机构
序号	发震时刻（UTC）时：分：秒	北纬/°	东经/°	震源深度/km	M_S	中文名称	代码
1	06：28：04.1	30.95	103.40	14	8.0	中国地震台网中心	CENC
2	06：28：00.9	31.10	103.30	10	7.8	美国国家地震信息中心	NEIC
3	06：27：59.3	31.10	103.30	10	8.0	俄罗斯科学院	RAS
4	06：27：58.9	31.10	103.20	10	7.5	欧洲地中海地震中心	EMSC
5	06：28：00.8	30.80	103.40	10	6.8 （m_b）	罗马尼亚地球物理研究所	RNIEP
注：表中序号1数据来自中国地震台网中心（2008a），其它数据来自Swiss Seismological Service （2008）。

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表 2 国际地震机构测定的汶川大地震的参数

Table 2 Parameters of the Wenchuan earthquake observed by major international seismological institutions

序号	发震时刻（UTC）时：分：秒	震中位置		震源深度/km	震级类型			测定机构		数据来源
序号	发震时刻（UTC）时：分：秒	北纬/°	东经/°	震源深度/km	m_b	M_S	M_W	名称	代码	数据来源
1	06:27:59.5	31.01	103.42	14	6.4	8.2		中国地震台网中心	CENC	中国地震台网中心（2008a）
2	06:28:01.8	31.00	103.32	19	6.9	8.1	7.9	美国国家地震信息中心	NEIC	NEIC （2008b）
3	06:28:41.4	31.49	104.11	12	7.8		7.9	全球矩心矩张量项目数据中心	GCMT	GCMT （2008）
4	06:27:59.0	31.10	103.20	10			7.9	欧洲地中海地震中心	EMSC	EMSC （2008）
5	06:28:03.7	31.60	103.70	33	7.2	8.4		德国格拉芬堡地震观测中心	SZGRF	SZGRF （2008）
注：全球矩心矩张量项目数据中心测定的是“矩心”（即所释放的地震矩的“时－空几何中心”）的位置，其物理意义与传统的震源位置及发震时刻（地震初始破裂的位置与时刻）不相同，不具有简单的可比性。

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表 3 《地震数据报告》中列出的汶川地震的209个台站的参数和M_SZ （NEIC，2008a）

Table 3 The related data of 209 stations and M_SZ of Wenchuan earthquake in Earthquake Data Report（NEIC，2008a）

序号	台站代码	震中距/°	方位角/°	周期/s	M_SZ	序号	台站代码	震中距/°	方位角/°	周期/s	M_SZ
1	INCN	20.30	65.1	19.0	8.4	37	KONO	65.59	326.2	20.0	8.0
2	HIA	22.06	29.5	20.0	7.7	38	CTAO	65.42	135.3	21.0	7.7
3	MDJ	24.68	49.2	20.0	7.9	39	TIR	65.73	304.9	22.0	7.9
4	TKM2	25.03	306.1	22.0	7.8	40	AKUT	66.02	40.1	18.0	8.1
5	KULM	25.70	186.1	20.0	7.9	41	FOO	66.98	329.1	18.9	8.3
6	AAK	25.71	304.9	22.0	7.9	42	BER	67.32	327.8	18.0	8.3
7	AML	26.14	303.4	19.0	8.0	43	TRI	68.27	311.0	19.0	7.9
8	EKS2	26.22	304.6	22.0	7.8	44	MIDW	67.56	69.7	19.0	7.9
9	KURK	26.93	324.1	19.0	8.1	45	GRF	68.33	315.7	20.0	8.4
10	KKM	27.62	151.4	20.0	7.6	46	GRA1	68.33	315.7	20.0	8.4
11	MAJO	29.41	69.7	19.0	8.0	47	TIP	68.75	303.6	22.0	7.9
12	KSM	30.10	166.0	20.0	7.7	48	SDPT	68.43	37.6	20.0	8.1
13	BRVK	32.53	322.3	20.0	7.9	49	RER	69.10	227.5	22.0	7.7
14	ERM	33.58	59.7	22.0	7.8	50	COLA	69.81	25.5	20.0	8.1
15	YSS	34.14	50.8	19.0	8.3	51	CEL	69.73	303.0	21.0	7.7
16	YAK	35.44	21.2	19.0	8.0	52	AQU	69.82	307.8	20.0	8.0
17	ARU	40.10	322.6	22.0	7.9	53	OHAK	71.22	34.0	21.0	8.3
18	GUMO	41.88	105.0	20.0	7.6	54	VLC	71.09	310.6	22.0	8.1
19	COCO	43.39	189.3	19.0	7.9	55	KDAK	71.29	33.3	19.0	8.3
20	PET	45.29	44.4	21.0	8.3	56	ECH	71.38	315.4	22.0	7.9
21	GNI	47.76	297.9	20.0	7.7	57	WLF	71.34	317.1	21.0	8.0
22	DGAR	48.30	223.0	19.0	7.6	58	WDD	71.72	301.2	20.0	7.6
23	KIV	48.81	303.2	19.0	8.2	59	EGAK	72.27	24.0	19.0	8.3
24	BILL	51.55	25.3	19.0	8.2	60	TARA	71.87	99.6	21.0	7.6
25	MBWA	54.20	161.0	22.0	7.7	61	BNI	73.08	312.6	21.0	8.3
26	SMY	54.64	44.8	19.0	8.2	62	ABPO	73.31	235.1	19.0	7.8
27	BR13	56.21	299.5	21.0	7.6	63	MID	73.27	30.0	18.0	8.3
28	KEV	56.55	336.1	20.0	8.2	64	ESK	73.69	325.2	20.0	8.2
29	MSEY	57.80	240.8	21.0	7.8	65	LOR	73.79	315.6	18.5	8.4
30	WAKE	57.84	85.6	20.0	7.8	66	VSL	73.80	306.5	22.0	7.7
31	ISP	59.07	298.1	22.0	7.9	67	SSB	74.31	313.6	20.0	8.1
32	KBS	60.08	347.1	20.0	8.1	68	FLN	75.60	318.4	20.0	8.3
33	ADK	60.35	44.6	22.0	8.1	69	BORG	75.31	338.6	19.0	8.0
34	PSZ	63.55	311.7	21.0	7.8	70	RJF	76.16	314.6	19.0	8.2
35	NAO0	64.60	327.2	20.0	7.9	71	SKAG	77.73	26.5	18.0	8.3
36	NWAO	64.93	167.1	22.0	8.1	72	CAN	78.72	143.4	20.0	7.9
73	UCH	25.58	304.0	21.0	7.8	109	SNZO	97.50	133.9	20.0	7.8
74	SIT	79.33	28.3	21.0	8.2	110	LAO	98.19	20.1	20.0	8.2
75	SFJD	80.32	349.9	21.0	8.3	111	HOPS	98.07	34.7	21.0	8.1
76	CRAG	81.31	28.7	18.0	8.2	112	LKWY	98.75	23.7	22.0	8.4
77	PAB	82.91	312.1	19.0	8.1	113	RLMT	98.64	22.7	21.0	8.2
78	ESLA	82.59	312.0	19.0	8.8	114	AGMN	99.21	12.8	19.0	8.2
79	FUNA	82.43	104.6	20.0	7.6	115	BMN	99.61	30.2	22.0	8.1
80	TAU	83.91	149.1	22.0	7.8	116	EYMN	100.29	10.1	20.0	8.3
81	MTE	84.41	314.2	20.0	8.0	117	CMB	100.12	33.7	22.0	8.0
82	PAF	85.26	201.0	21.0	7.7	118	AHID	100.07	25.0	19.0	8.2
83	LSZ	85.50	249.3	22.0	7.8	119	ELK	100.19	28.8	21.0	8.2
84	SFS	85.88	310.4	20.0	8.5	120	BW06	100.62	24.0	20.0	8.2
85	KIP	86.24	67.4	22.0	7.6	121	HWUT	100.91	25.9	21.0	8.2
86	RTC	87.76	308.7	20.0	7.8	122	RSSD	101.17	19.7	19.0	7.6
87	POHA	89.09	67.5	20.0	7.8	123	DUG	101.64	27.5	19.0	7.9
88	NLWA	91.17	29.9	21.0	8.2	124	COWI	102.43	8.8	21.0	8.4
89	FFC	91.88	14.4	21.0	8.0	125	DBIC	101.94	285.3	20.0	8.0
90	LBTB	92.86	242.6	20.0	7.8	126	LIC	102.33	285.0	21.0	7.7
91	NEW	93.17	25.7	21.0	8.2	127	MAW	102.89	194.8	20.0	8.1
92	HAWA	93.77	28.1	20.0	8.1	128	ECSD	103.42	14.7	19.0	8.3
93	SCHQ	94.10	354.3	20.0	8.2	129	OGNE	104.67	19.6	20.0	8.2
94	MSO	95.54	24.7	22.0	8.0	130	ISCO	104.61	22.7	19.0	8.2
95	EGMT	95.92	21.6	21.0	8.1	131	LONY	104.72	358.5	20.0	8.1
96	HUMO	95.30	32.4	22.0	8.1	132	JFWS	105.40	10.3	19.0	8.2
97	BMO	95.93	27.8	20.0	8.0	133	NCB	105.36	358.2	20.0	8.3
98	YBH	96.10	32.8	19.0	7.9	134	SCIA	105.87	12.8	21.0	8.3
99	TSUM	96.16	251.4	21.0	7.9	135	MVCO	105.91	26.0	19.0	8.1
100	CASY	97.13	177.1	21.0	8.0	136	WUAZ	106.23	28.9	20.0	8.0
101	ULM	97.33	12.3	20.0	8.3	137	SDCO	106.50	23.5	21.0	8.1
102	DGMT	97.14	18.1	22.0	8.3	138	BINY	107.16	359.5	20.0	8.2
103	WDC	97.08	33.4	22.0	8.0	139	KSU1	107.83	16.2	20.0	8.3
104	BOZ	97.38	23.9	20.0	8.1	140	HDIL	107.85	10.1	20.0	8.2
105	MOD	97.07	31.3	19.0	8.1	141	ANMO	108.66	25.5	22.0	8.0
106	XMAS	96.86	83.5	19.0	7.7	142	ACSO	108.89	5.1	20.0	8.2
107	WVOR	97.36	29.9	20.0	8.0	143	CCM	109.97	12.2	19.0	7.8
108	HLID	98.15	26.7	20.0	8.1	144	TUC	109.23	30.2	21.0	8.1
145	WVT	112.41	9.8	19.0	8.1	178	LVZ	53.66	334.0	21.0	8.5
146	WCI	110.54	8.1	19.0	7.4	179	JOHN	79.19	77.0	21.0	7.8
147	AMTX	110.36	21.8	21.0	8.1	180	MCCM	98.82	35.2	20.0	8.0
148	MNTX	111.96	26.2	20.0	8.0	181	SAO	100.61	35.1	20.0	7.9
149	WMOK	111.38	19.4	20.0	8.4	182	TPH	101.55	31.6	20.0	7.9
150	SBA	114.81	168.0	19.0	8.0	183	DAC	102.85	32.9	20.0	8.0
151	MIAR	112.89	15.1	21.0	8.2	184	MVU	103.33	27.9	22.0	8.1
152	NATX	115.29	16.9	19.0	8.3	185	GLMI	104.19	5.8	20.0	8.2
153	GOGA	115.61	6.3	22.0	8.3	186	LBNH	105.00	356.5	19.0	8.1
154	VBMS	115.77	13.0	19.0	8.5	187	AAM	106.78	5.4	19.0	8.2
155	LRAL	115.57	9.6	19.0	8.3	188	CBKS	107.30	18.7	21.0	8.2
156	HKT	116.71	18.6	20.0	7.6	189	MCWV	109.64	2.6	20.0	8.4
157	BRAL	117.54	10.0	19.0	8.2	190	BLA	112.05	3.2	20.0	8.4
158	KVTX	118.36	21.4	19.0	8.3	191	CNNC	114.10	1.1	22.0	8.2
159	DWPF	121.04	4.9	20.0	7.9	192	SHEL	114.20	265.4	20.0	7.6
160	GRTK	127.52	353.5	20.0	8.0	193	BBSR	115.96	348.7	22.0	8.1
161	TGUH	134.06	14.4	19.0	8.0	194	NHSC	116.15	3.3	20.0	8.3
162	ANWB	129.54	341.5	20.0	8.0	195	MOL	65.53	329.6	23.1	8.2
163	SDDR	130.03	353.3	21.0	8.2	196	KMBO	70.23	256.2	20.0	7.5
164	SJG	130.13	346.9	20.0	8.4	197	COR	93.6	31.4	21.0	7.3
165	GTBY	129.34	358.1	22.0	8.2	198	PFO	105.57	12.8	21.0	7.5
166	MTDJ	131.05	1.1	20.0	8.1	199	BJO1	58.90	341.8	17.7	8.5
167	FDF	132.14	339.6	21.0	8.1	200	TRO	59.37	336.1	13.8	8.5
168	JTS	138.18	12.3	21.0	8.1	201	NSS	63.04	331.0	17.2	8.3
169	GRGR	134.75	339.1	22.0	8.1	202	PMR	70.95	28.8	17.0	8.2
170	RCBR	134.32	294.7	19.0	8.0	203	CLL	66.67	316.9	22.1	8.1
171	BCIP	139.95	4.9	22.0	7.9	204	CPUP	162.4	280.5	21.0	7.2
172	PMSA	145.30	189.5	21.0	7.9	205	NNA	161.08	0.5	21.0	7.8
173	PAYG	147.19	25.7	20.0	7.9	206	LPAZ	163.4	330.0	22.0	8.1
174	OTAV	148.89	3.4	20.0	7.9	207	TRQA	166.0	235.9	21.0	8.2
175	RPN	151.25	90.6	21.0	7.8	208	PLCA	169.1	205.4	19.0	7.9
176	SPB	153.04	278.7	20.0	8.2	209	LCO	174.5	289.4	20.0	8.2
177	EFI	155.20	208.3	21.0	8.0		平均				8.1
注：表中平均值计算未包括增加的11个台站资料。

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参考文献(21)

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