受益于地震尾波对震源过程、传播路径和地球结构等因素的平均效应，从尾波中提取的地震震源信息相比早期震相受复杂介质影响小而更加稳定，这有利于大地震震源的研究。利用全新的大地震长周期尾波观测数据，北京大学地空学院宋晓东教授团队提出了一种新颖而可靠的大地震矩震级测量方法，为确定大地震的能量释放提供了有力约束，并且有助于对历史大地震进行定量研究。

 在之前的工作中，宋晓东教授研究组发现大地震后长达数万秒的长周期（＞50秒）尾波可以用简单的衰减模型进行拟合。同时，依靠高效的数值正演手段，他们能够模拟尾波衰减的全过程。由于模型拟合得到的初始能量估计与地震震级之间存在正相关关系，他们成功地将尾波能量与地震大小联系起来，并进一步发展了基于长周期尾波的大地震矩震级的计算方法。通过计算在单位大小的标量地震矩时的尾波初始能量估计，并以此来对观测数据进行标定，他们的方法可以很直接地得到事件的矩震级。该方法利用了长周期尾波对诸如震源位置、断层破裂过程以及复杂地球结构等因素的相对不敏感性，通过简单的分析模型拟合参数，降低了计算复杂度，提升了结果的稳定性。使用合成波形计算进行标定则进一步减少了能量几何扩展、震源时间函数、震源机制和地球实际结构的影响。用真实观测和合成数据进行的测试表明，对于矩震级大于约7.5级的地震，他们提出的这一方法非常稳健和准确，且只使用一维地球模型计算就足以给出准确的结果。其结果相比于常规方法（GCMT等）能更完整地反映大地震的能量释放。此外，该方法在只有少量台站数据时也能给出高质量的结果，这或可用于历史大地震的震级确定之中。

图1 大地震的长周期尾波能量及相应矩震级计算的示例。图（a）是2011年日本东北地震在澳大利亚TAU 站的垂直分量记录，台站震中距约80°。绿色虚线（发震时间后 10,000 秒）处表示研究所用尾波能量的开始位置。图（b）显示了图（a）中尾波在5.0 mHz频率下的相应尾波能量曲线。不同衰减模型的拟合结果标注在图中。 图（c）和（d）展示了真实数据（c）和合成数据（d）进行标定后的标定值大小，每个点显示一个站点的值，不同的颜色代表不同频率。灰色虚线是所有点的平均值。由矩震级定义计算得到的尾波矩震级M_wo也标注在图中。

 图2 本研究中不同地震的结果总结。图（a）（b）分别为理论测试和实际观测数据的标定值与GCMT给出的标量地震矩的比较。图（c）给出了研究中计算的各个事件以及震级下限测试的矩震级结果。图（d）是各个事件得到的等效衰减系数情况。

 该成果近期发表于Geophysical Research Letters，博士研究生江欣余为第一作者,宋晓东教授为通讯作者。该成果获得中国国家自然科学基金会-中国地震局地震科学联合基金重点项目(U1939204)资助。文章发表在：

Jiang, X.Y., & Song, X.D. (2022). A method to determine moment magnitudes of large earthquakes based on the long-period coda. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL097801. https://doi.org/10.1029/2022GL097801