本文探讨了利用高频GPS反演强震面波震级的适用范围问题,主要研究了2010年4月4日El Mayor-Cucapah Mw7.2地震的数据。高频GPS技术在地震动态位移监测中具有显著优势,能够详细记录短周期地表运动轨迹,避免振幅饱和现象,并且地动位移越大,其在同震形变监测中的优势越明显。
文章指出,当高频GPS测站震中距在50至350公里范围内时,利用水平位移峰值反演得到的面波震级为7.21,与美国USGS公布的震级Mw7.2一致。然而,当震中距超过350公里时,高频GPS相对于强震仪位移峰值存在“上漂现象”,反演得到的震级偏高,范围在7.6至8.0之间。因此,作者建议在利用高频GPS建立经验模型反演强震面波震级时,必须考虑其适用范围。
高频GPS在地震震级反演方面的研究相对较少。过去的研究如Blewitt等人的方法虽可用于确定矩震级,但不利于快速地震预警。方荣新等人则采用RTPPP算法获取水平位移峰值,证明了高频GPS具有面波震级反演的能力。然而,由于地震台网限制和地震规模或测站距离的影响,高频GPS技术在某些情况下可能受到环境噪声干扰,此时其位移信息在面波震级研究中的优势并不明显。
在本次研究中,作者对80个高频GPS测站(震中距50至1000公里)和50个强震仪(震中距60至400公里)的数据进行了解算,分析地震引起的地表位移时间序列和水平位移峰值。通过联合强震仪数据,拟合水平位移峰值衰减曲线,探索了高频GPS技术反演面波震级的最佳适用条件。
总结来说,高频GPS技术在地震监测和震级反演方面展现出了潜力,但其适用性受到震中距的显著影响。对于震中距较近的地区,高频GPS数据可以提供准确的面波震级信息,而远距离区域则需要谨慎处理,防止因位移信号的失真导致震级估算的误差。未来的研究应当进一步优化数据处理方法,以扩大高频GPS在地震学中的应用范围,并提高震级预测的准确性。