第四章 研究結果
4.3 長微震的空間分布與定位誤差
4.3.1 空間分布
使用 WECC 定位法(Wech and Creager, 2008)對 193 個長微震事件定位後,空 間分布上如圖 4.3.1,大致可分成兩區:14.50%的長微震集中於中央山脈南段,
中心為 120.8°E、23.1°N,與過去研究區域分布相符(莊育菱(2012)、Ide et al. (2015)、
戴心如(2016));而 15.54%的事件則位於中央山脈北段(花蓮中北段),中心約為 121.5°E、23.7°N。深度分布上,整體而言,約 26.9%的長微震震源分布於 60 公 里內,比氣象局目錄地震深,如圖 4.3.2;在剖面圖中,如圖 4.3.3 所示,亦可發 現長微震震源大多位於背景地震之下,在中央山脈南段之長微震震源深度約 15 至 50 公里呈線性向東傾(圖 4.3.3c),而北段震源深度深於 15 公里呈現垂直分布 (圖 4.3.3d)。然而兩區長微震在數量、分布與深度差異,除了定位誤差外,亦可 能是孕震環境差異所致,在第五章將加入其他目錄討論這兩區的特性與活動度。
圖 4.3.1,2013 年 1 月至 2014 年 1 月的長微震事件數量分布圖。顏色標示為 0.1
°x0.1°內長微震數量,超過 15 個以黑色標示,紫色三角形為測站。紅圈為莊育 菱(2012)、Ide et al. (2015)、戴心如(2016)研究區。
圖 4.3.2,長微震深度分布圖。紫色長條圖為深度小於 100 公里內的長微震,灰 色長條圖為 1995 至 2015 年全臺灣歷史背景地震。
圖 4.3.3,長微震事件定位分布圖與剖面圖。(a)長微震俯視圖與剖面線,圓形為 長微震,顏色標示深度,紫色三角形為測站。 (b)A-A’剖面 (c)B-B’剖面 (d)C-C’
剖面。藍點為剖面線左右 10 公里之長微震事件,灰點為左右各 5 公里之背景地
(a) (b)
(c)
(d)
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4.3.2 定位誤差
由於長微震定位須仰賴多測站之振幅的相關係數計算到時差,在 WECC 定 位方法中誤差估計利用拔靴法(boot-strap),每次移除隨機 10%的事件,一共進行 十次後,標準差標示為誤差值。定位誤差結果如圖 4.3.4.a 背景十字與圖 4.3.5 所 示,可發現測站網外事件水平誤差較大,平均水平誤差約 5 公里,深度誤差分布 上,不同深度的誤差上,越深的事件誤差越大。整體而言,深度誤差約 10 公里 (圖 4.3.5.b),且 59.58%的事件深度大於 100 公里,對應持續時間約集中於 100 秒 (圖 4.3.6),推測可能是因為持續時間較小的事件其峰包振幅也較小,經低通濾波 後振幅過小導致定位誤差增加,由此可知持續時間較短、測站網外事件深度誤差 較大。
圖 4.3.4,長微震定位結果與持續時間空間分布圖。(a)長微震事件定位誤差圖。
紫色三角形為測站,圓形為長微震,顏色標示深度,十字為 WECC 定位程式內 拔靴十次所得之標準差。(b)長微震持續時間分布圖,顏色標示持續時間。
(a) (b)
圖 4.3.5,長微震定位誤差分布。(a)深度小於 100 公里內的長微震水平誤差分布 直條圖。(b)垂直誤差分布直條圖。紅、綠以及藍色長條圖分別標示長微震深度 0 至 30、30 至 60 以及 60 至 100 公里內的事件。
(a)
(b)
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為釐清測站網分布對定位影響,我們進一步將測站網以 23.5°N 劃分進行測 試,如圖 4.3.7 所示。若僅使用 23.5°N 以北測站:可得到 104 個定位,大多位於 23.8°N、121.3°E,遺失率約 37.7%,其中僅 5 個長微震事件與全測站定位結果距 離差小於 5 公里且無明顯聚集。若使用 23.5°N 以南測站:可得到 114 個定位,
主要集中在 22.9°N、120.8°E,遺失率約 31.7%,其中 27 個長微震事件並較集中 於中央山脈南段,顯示中央山脈南段區域長微震之定位穩定與集中性,以及測站 分佈對定位的重要性。
圖 4.3.7,長微震於不同測站網定位分布圖。(a)僅使用 23. 5°N 以北測站定位結 果。(b)僅使用 23. 5°N 以南測站定位結果。(c)使用全部測站定位結果。顏色標示 為 0.1°x0.1°內長微震數量,三角形為用於定位的測站。(d)三種地震網定位結果。
白點為使用全部測站,紅、藍點分別為使用 23. 5°N 以北、以南部測站定位後,
與原結果距離差小於 5 公里的長微震震源。
(a) (b)
(c) (d)