1月19日新疆伽师6.4级地震美国PAGER系统和清华RED-ACT系统评估结果对比

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引言

在地震发生后及时准确评估灾情对抗震救灾意义重大，因此，各国学者都进行了广泛深入的研究。其中非常有代表性的成果就是美国地质调查局（USGS）开发的PAGER系统。PAGER系统可以在全球每次强烈地震后迅速给出经济损失、人员伤亡等评估结果，并以“红”、“橙”、“黄”、“绿”四种不同的颜色表示，非常直观，因此得到了广泛的关注。例如，在1月19日伽师地震后，PAGER系统就给出了“橙”色震害评估结果（图1），认为这次地震可能造成比较严重的后果。

图1 PAGER对伽师地震的评估结果为“橙”色

PAGER系统在震后应急评估方面开展了很多开创性的工作，它也一直是激励我们开展震后应急评估的重要参考对象。我们一直努力在PAGER等既有系统的巨人的肩膀上，尝试一些新方法，推动震后应急评估技术的进步。

伽师6.4级地震PAGER评估结果及分析

1月19日新疆伽师6.4级地震后，PAGER系统根据其经验衰减模型，给出了地震动强度分布，作为开展震害评估的基础。PAGER给出的地震动PGA和烈度分布图如图2、3中底图所示(PAGER, 2020)。中国地震台网实际台站测得的PGA分布如图2和3中绿色圆圈所示，圆圈中数字代表PGA大小，单位为m/s/s。

图2 PAGER的地震PGA分布图与中国地震台网实测台站PGA分布对比

图3 PAGER烈度分布图与中国地震台网实测台站PGA分布对比

从图2的对比可以看出，PAGER给出的地震动强度和实测地震动强度有较大的差别，选取近场4个典型台站为例（参见图4），PAGER给出的PGA与实测PGA对比如表1所示，可见二者差异显著，甚至达到数倍。

图4 近场典型台站PGA对比

表1 典型台站PGA对比(单位：m/s/s)

因此，在现阶段强震记录和传输技术已经得到很大进步的情况下，利用密布强震台网获得实际地面运动强度，要比经验衰减模型准确得多。震害评估应该充分利用这一技术进步。

除了记录地面运动峰值外，密布强震台网还有一个非常重要的功能，就是可以获得整个地震的时程记录，进而可以显著提升震害评估的可靠性。地震破坏力和地面运动的幅值、持时和频谱都有关系，简单的一个峰值难以准确刻画地面运动的破坏力。还是以图4中的台站A和台站D为例，其记录的加速度幅值都是1.51m/s/s，PAGER根据幅值给出的烈度分布如图5所示，分别为5.2度和5.4度，也就是说，无论是根据仪器记录的PGA，还是PAGER给出的烈度，这两个台站的破坏力应该差不多。

图5 PAGER烈度分布图

但是，如果我们把台站A和台站D的地面运动反应谱画出来，如图6所示，则可以清楚的看出，台站D的破坏能力要明显强于台站A。而无论是根据仪器记录的PGA，还是根据PAGER给出的烈度分布，都难以准确区分这一重要差异。

图6 台站A、D反应谱对比

而RED-ACT系统则基于城市抗震弹塑性分析，可以充分利用密布强震台站得到的全部地震记录信息，从而可以有效提高地震评估结果的可靠性。例如，RED-ACT系统就可以很清楚的区分出台站A和台站D的破坏力差别（图7）(参阅：RED-ACT: 1月19日新疆喀什伽师县6.4级地震破坏力分析)