[发明专利]一种用于地震预警系统的实时地震震级估计方法

摘要

本发明公开了一种用于地震预警系统的实时地震震级估计方法，利用地震矩求出的矩震级，即检测到信号后每1秒估算出相对应的矩震级，随着时间增长至20s左右得出与实际震级非常接近的估计震级。本发明利用地震矩从而求出的矩震级能有效克服中大型地震(M>6)中出现的震级饱和问题，而且地震矩与地震动中零频时的振幅Ω0有明确联系，具有明确的物理意义。本发明方法具有实时性，检测到信号后每间隔1s均能估算出相对应的矩震级，随着时间增长至20s左右就能得出与实际震级非常接近的估计震级，能有效应用于地震预警系统。

主权项

一种用于地震预警系统的实时地震震级估计方法，利用地震矩求出的矩震级，即：检测到信号后每间隔1s估算出相对应的矩震级，随着时间增长至20s左右得出与实际震级非常接近的估计震级，当地震在A点发生后，附近的B测站的操作包括以下步骤：1)当检测到地震动信号的第一秒时间内，进行滤波以及去零漂处理得出该地震动第一秒信号的时间‑加速度曲线；进行两次积分处理即可得出该地震动第一秒信号的时间‑位移曲线，再进行快速傅里叶变换可以得出在频域下的频率‑位移幅值(f‑Ω)曲线，该曲线在对数坐标系下有如下关系：Ω(f)=Ω0[1+(ffc)γn]1γe-πftQ---(1)]]>式中，Ω0为地震谱零频时的振幅；fc为拐角频率；n和γ均为衰减常数；Q为独立频率因子；t为地震波传播时间；因零频时的振幅值Ω0与地震矩存在如下关系：M0=4πρr1/2ρs1/2rcr1/2cs5/2Ω0RcFs---(2)]]>式中M0为地震矩(N·m)；ρr为台站当地土密度(kg/m3)；ρs为震源地土密度(kg/m3)；r为震源距(km)；cr为台站处剪切波速(m/s)；cs为震源处剪切波速(m/s)；Ω0为地震谱零频时的振幅；Rc为平均辐射常数，取值为0.63；Fs为自由液面反射常数，取值为2；得出地震矩之后利用公式(3)估算出相应的矩震级Mw，马上以矩震级Mw形式向相关机构发出地震预警信号；logM0＝1.5Mw+9.05  (3)式中Mw即为矩震级；M0为地震矩；2)余下的n秒钟内，在每1秒重复上述步骤操作得出实时的地震震级，持续地发出地震预警信号。