氣爆波形筆記

重畫高雄氣爆的
地震波形

目標是用你下載的地震資料,重做 PDF 裡的圖。現在已畫出氣爆前後五分鐘的波形,先和原圖對照。

看原圖與重製成果
SNJ 測站・垂直分量 約 23:56 23:5523:5723:5900:00
23:56:00
先看約 23:56 之後,波形起伏變大的位置。這裡保留 2–8 赫茲;虛線只是約略事件時間。

這是我們現在重畫出的結果。
先看約 23:56 之後,三條波形的起伏。

使用者提供 PDF 第 13 頁,SNJ 三分量參考圖
你提供的參考圖・第 13 頁
本次以 GDMS 真實資料重製的 SNJ 三分量圖,0.5 赫茲高通試作
我們重畫的圖・GMT 版

已對上:SNJ 測站、三個分量、同一段五分鐘。仍待確認:原作者怎麼濾波。因此這是可比較的重製版本,還不能說完全重現原圖。

原圖的 10500–10800 秒,對應臺灣時間 23:55 至翌日 00:00。點圖可放大;各分量的縱軸刻度不同。

看看 GMT 和另一種製圖的差別

兩版使用完全相同的 90,003 個資料點與濾波設定。這次選 GMT 版作展示,方便對齊三個分量,也提供向量 PDF。換製圖工具不會讓資料更準。

GMT 繪製的同一組 SNJ 三分量
GMT 版
Matplotlib 繪製的同一組 SNJ 三分量
Matplotlib 版

兩版都使用 0.5 赫茲高通,縱軸是儀器計數值除以 1,000,並未做振幅正規化。虛線為約略 23:56;HH1、HH2 保留儀器方向名稱。

讀圖只要先看兩件事:左右是時間,上下是儀器記到的變化。尖峰不一定就是一次爆炸,還要和其他測站一起確認。

臺灣時間7 月 31 日 23:56世界標準時間(UTC)7 月 31 日 15:56

以下五分鐘都指臺灣時間 23:55 至翌日 00:00;23:56 是約略參考。

想看清楚線條怎麼變,試著切換「原始波形」與「保留 2–8 赫茲」。

SNJ 測站垂直分量,臺灣時間 23:55 至 00:00 的原始計數值波形
SNJ・垂直分量 HHZ;去除平均值,保留原本的頻率成分。放大查看下載這張圖

從左往右是時間,上下起伏是儀器記到的變化。先看它什麼時候開始變得明顯,再看持續多久。這裡仍是儀器計數值,不是地面移動了幾公分。

SNJ 的原始記錄有明顯的緩慢起伏。切到「保留 2–8 赫茲」,可以看看去除這些慢變化之後,剩下什麼。

我想知道這張圖怎麼處理

原始計數值只減去整段一小時的平均值,再取出 23:55 至 00:00;沒有先轉成速度或加速度。

HHZ 是垂直分量;HLE 與 HLN 分別是東西、南北分量。儀器不同,計數值的大小不能直接互相比高低。

展開全部 19 張研究圖

其他測站、頻率與校正結果都保留在這裡,需要時再看。

共 19 張

接下來,補齊其他測站較長的記錄。

目前已完成氣爆前後五分鐘的比較。SNJ 有較長記錄,但其他測站只有一小時,還不能完整重做 PDF 前段的長時間總覽。

下一批要下載的時間是 UTC 2014-07-31 13:00–18:30;下方可以展開完整設定。

資料從哪裡來?

波形與儀器響應來自中央氣象署 Taiwan GDMS,由你下載後提供。原圖來自你提供的《從地震儀的視角看 2014 年高雄氣爆》PDF;頁次已標在對照區。

原始 6 個檔案在處理前後的 SHA-256 相同,未修改。波形檢查以檔案標頭和數值為依據,並不等於另外驗證了測站時鐘。

前往氣象署資料網站
哪些地方還缺資料?

HEN 的位置碼 10、SCZ 的位置碼 11、WLTB 的位置碼 11,各缺三個 HL 分量的匹配響應,共 9 條。這些通道未拿來做儀器校正,也沒有使用不明站址加入距離圖。SCZ 位置碼 10 的資料可用。

SNJ 已有較長記錄。其他測站目前只有 15:30–16:30 UTC 的一小時,還不能完整重做 PDF 前段的全站長時間總覽。

為什麼不能直接比較高低和顏色?

有些圖使用儀器計數值;不同儀器的靈敏度不同,相同數字不一定表示相同地面運動。

距離排列圖為了看清每條線,會各自調整顯示振幅;時頻圖也有自己的色階。它們適合比較時間、形狀和頻率,不能直接用來比較不同測站的物理能量。

下一批資料要下載什麼時間?

使用 GDMS 多站波形資料,測網 CWASN、全部測站、位置「*」,分別下載 HH? 與 HL?。

開始(UTC)2014-07-31T13:00:00結束(UTC)2014-07-31T18:30:00

臺灣時間是 7 月 31 日 21:00 至 8 月 1 日 02:30。收到後可補上多站長時間比較。

我想查實際處理參數

2–8 赫茲採四階 Butterworth 雙向濾波;時頻圖預設 2 秒漢寧窗、75% 重疊、512 點傅立葉轉換。這些是本次明確記錄的設定,並非已確認的原作者設定。

速度與加速度校正使用相符年代的 SAC-PZ。已以解析 5 赫茲正弦驗證 9 個通道的增益處理,回復振幅誤差皆在 1% 內;這不是對真實儀器的獨立校驗。

查看完整參數查看資料檢查紀錄