CGGM全球地磁场模型和新疆地区台站主磁场逐月变化的一致性分析

对2018年8月—2022年7月新疆地区的5个地磁台站的观测数据进行剔除外源变化磁场的处理,同CGGM全球地磁场模型的主磁场计算值进行一致性分析。结果表明:①台站观测的月变化速率观测值要略大于模型计算值,磁偏角D、磁倾角I的最大月变化速率差为0.08688′,其它5个要素中最大月变化速率差仅为0.8914 nT。②CGGM模型和IGRF13模型计算值F值的均方根误差相差26.7 nT,随着“张衡一号”地震电磁卫星数据的增多,CGGM模型的计算精度还会进一步提升。③台站观测和模型计算的逐月变化量偏差很小,表明CGGM模型计算值和台站观测值有较好的一致性。④通过提取静日子夜均值的方法并不能够完全剔除外源场的影响,台站观测逐月变化量中会有几个nT的剩余磁场叠加其中,导致了台站观测值和模型计算值逐月变化差值的离散程度略为增大。⑤后验比较分析表明,CGGM模型的长期变化主磁场预测值和台站观测值之间一致性较好,可以很好地描述主磁场的长期变化。

基于地磁场重复观测资料分析玛多M_(W)7.3地震前地磁场变化

基于玛多地震周边的地磁场重复观测资料,使用泰勒多项式空间参考场方法和自然正交分量方法分别对观测资料进行日变通化和长期变化改正,获得了玛多地震前后地磁场变化特征。通过对观测和数据处理的分析,获得了各期计算结果的误差,并基于误差对地磁场变化进行了部分修正。结果表明,玛多地震1~2年岩石圈磁场年变化会出现明显的趋势转折,变化量为5~10nT。根据速度—状态依赖的摩擦定律的地震周期分析发现,震前断层滑动量较小,因此岩石圈磁场年变化并非由地震前断层滑动引起的应力扰动产生。玛多地震前地下流体的变化产生的电磁效应更可能是产生岩石圈磁场变化的原因。

岩石圈磁场与地质构造和地震活动性之间的关系--以漾濞地震为例

文中利用2018-2021年漾濞及周边地区的地磁矢量数据,构建了5期岩石圈磁场曲面样条模型,并计算得到相邻期的岩石圈磁场变化。在此基础上,分析了岩石圈磁场的空间分布与区域地质构造和历史地震震中的对应关系,并针对漾濞M_(S)6.4地震,研究了磁偏角和地磁总强度在震前、震后的磁场变化特征。研究发现:岩石圈磁场的空间展布能够反映地壳块体构造特征和主要断裂走向,同时也与地震活动的分布存在相关性。通过对比分析历史地震的震中分布发现,地震多发生在弱磁区,尤其是磁异常零值区附近,且地震震中分布偏向于高梯度带上。漾濞M_(S)6.4地震发生前后,震中附近的岩石圈磁场发生显著变化,震前、震中持续位于磁偏角负变化区,震后则位于正变化区,且震中位于震前一年磁偏角变化的零变线附近;震前研究区内相邻期地磁总强度的正负变化大致均衡,随后逐渐演变为整个研究区均呈负值,而地震后研究区又恢复了正负变化大致均衡的分布。

天津宝坻新台FHD-2B质子矢量磁力仪运行质量和干扰分析

以天津宝坻新台FHD-2B质子矢量磁力仪为例,分析了其运行质量和干扰情况。从观测数据的连续率和有效率,观测数据背景噪声和数据一致性,数据变化动态及主要干扰等方面进行了分析研究。结果表明:宝坻新台地磁FHD观测数据的连续性和有效率较高;仪器背景噪声较大,高于全台网噪声平均值;在日常观测中,主要受到高压直流输电、地磁暴和主机故障等干扰。研究结果对同类台站同类仪器数据分析应用具有借鉴意义。

基于小波变换实现地磁秒采样观测移动车辆干扰的自动识别

为了提高对地磁秒采样数据中移动车辆干扰的处理、提取效率,基于小波变换设计了移动车辆干扰自动识别处理方法,并采用溧阳地震台、河池地震台受干扰数据进行分析。结果显示,采用该方法,选择db6、db9、sym8小波识别提取移动车辆干扰,识别率大于91%,正确率大于83%。

格尔木地磁观测数据与中强地震关系研究

利用磁偏角日变幅度斜率值与地磁垂直分量“双低点”异常法,分析了2021~2022年我国西部几次中强震前格尔木地震监测中心站地磁观测资料的异常变化特征。结果表明:格尔木磁偏角日变幅斜率值对格尔木地区附近400 km范围内5.5级以上地震有较好的对应性,主要表现为斜率高值异常后四个月内发震;格尔木地磁垂直分量在震前45天存在“双低点”异常变化,震中集中分布在该中心站400 km内。综合多个震例分析认为,将磁偏角日变幅斜率高值异常和地磁垂直分量“双低点”异常结合分析,可提高预测可信度,对未来该区域中强震发生的时间、震级、地点有一定的指示意义。

安徽区域台网电磁学科数据跟踪分析

基于2012—2021年安徽地球物理台网电磁学科数据跟踪事件记录,分类梳理6类典型干扰事件,深入剖析每种类型干扰的成因及曲线变化特征,归纳出影响安徽电磁测网数据质量的主要因素,并结合干扰成因、观测经验提出相应的技术措施及建议,为进一步做好前兆观测数据分析与应用奠定基础。

基于ARMA模型磁暴抑制的地震TEC异常分析

地震孕育的过程中会影响电离层的粒子浓度(TEC),因此可以通过TEC数据分析地震异常信息,但是TEC数据相较地震事件受太阳活动影响更大,所以以往的研究通常只能选择太阳活动较为平静的时期。受磁暴影响TEC数据无法正常反应2021年云南大理州等地的地震异常信息,因此抑制磁暴干扰就显得格外重要。在滑动四分位法的基础上提出一种基于ARMA模型的TEC数据磁暴抑制方法,通过重新拟合磁暴发生前后的TEC数据,从而代替原始数据进行分析,在一定程度上降低磁暴对地震的信息的影响,然后提出一种地震特征及其相关性的模型对TEC异常和地震事件的相关性程度进行分析。基于IGS数据分析中心提供的全球电离层电子浓度数据,分别对2021年云南大理州漾濞县6.4级地震和青海果洛州玛多县7.4级地震进行仿真分析,分别使用传统的滑动四分位法和滑动窗口法,并通过提出的相关性模型对磁暴抑制前后的特征和事件相关性结果进行对比,结果表明去除磁暴后的特征与地震相关性增加约13-18%。

包含系统因素的磁通门经纬仪比测模型的建立

通过分析和引入多种系统因素变量,依据磁通门经纬仪测量原理及有关数学方法,建立基于近零法和指零法的磁通门经纬仪的仪器差比测模型,并基于该模型采用GUM方法,对实际数据进行不确定度评定实验,结果表明:该模型具有实用性,可替代我国地磁台网比测使用的传统模型。同时,借助本模型的分析,认为可通过以下方法减小测量不确定度:测量次数N应控制在最佳范围内;应科学合理地架设相对记录仪器,使其达到Z轴最佳垂直度和最佳定向状态,并选择日变化最小时段进行测量;掌握仪器修正系数的长期变化特性,提高标定次数和质量;测量时段保持环境温度恒定。

野外地震地磁测量的主磁场长期变化改正方法研究

本文应用野外测点的重复测量数据,通过加权最小二乘方法,对测量数据进行了长期变改正,并与现行方法的结果进行了对比。统计数据表明:①新方法显著改善了原方法存在的长期变空间畸变问题,产出的主磁场长期变化结果与IGRF_SV模型的线性相关程度更高。“F、D、I”3要素与IGRF_SV模型“差值的均方差”,分别为原方法结果的“10.7%、47.0%、14.5%”;②应用新的长期变化改正方法,可获得更加稳定、合理的地壳磁场变化结果。“F、D、I”3要素地壳磁场变化的“平均幅度”分别为原结果的“28.5%、55.4%、34.4”,“均方差”分别为原结果的“59.1%、56.5%、40.3%”,“平均梯度”分别为原结果的“93.6%、91.9%、97.0%”;③在新方法的处理结果中,震磁信息得到明显的优化,震中位置与地壳磁场变化“0”值线的吻合程度明显更好。新方法的处理结果明显优于原方法,具备较高的应用价值。

岩石破裂过程中的超低频电磁异常

震前电磁场和大地自电位的异常是重要的地震前兆现象.在零磁空间对超低频段的磁场和自电位的变化进行了岩石破裂的实验研究,细致地揭示出电场、磁场出现异常变化的全过程,对深入认识超低频电磁信号的微观机理具有重要的意义.实验发现,岩石受力后应变、电位和磁场的缓慢变化在空间分布上是首先在近破裂源处出现,继而随裂纹的发展而改变位置;在时间序列上先出现自电位异常,然后是超低频磁场的变化;在异常形态上,超低频电磁信号呈现出早期、中期、晚期3个阶段的明显差异.研究表明,岩石微破裂引起裂隙尖端处的电荷分离. 静电荷在局部区域的积累和运移,导致了自电位的脉冲状变化;而在主破裂阶段,积累电荷的急速运动形成瞬间电流,激发了脉冲式的磁场异常.本文详细介绍了这一综合实验的技术步骤和观测结果,并对地震电磁前兆的微观机理进行了探讨.

5月12日汶川8．0级地震强余震观测的电磁同震效应

2008年5月12日汶川8.0级大地震发生后,在武都汉王地震台及其附近地区进行了为期22d的余震序列电磁异常连续监测,观测到多次余震事件的电磁同震现象。通过与汉王强震台的地震记录数据比较发现,同震信号存在于所有的电场和磁场记录分量中,它们与地震波的到达同步,而不是在地震发生的时刻出现。地震发生时的电磁辐射信号似乎在记录数据中有所显示,但是与地震波到达观测点时的电磁信号相比幅度要小得多。

汶川8级地震前电磁扰动与电磁立体监测体系

研究分析了在2008年5月12日四川汶川8.0级地震前出现的地面电磁与电离层中观测到的中、短临电磁异常,其中距离震中最近的郫县台地电阻率显示了2年左右的趋势下降异常,下降幅度7.2%,同时多台电阻率观测在震前1个月左右显示短临突变异常;震前18天地磁垂直分量出现低点位移,分界线两侧的低点时间超过2h;震前3天即5月9日,地磁低点位移、利用GPS反演得到的电离层总电子含量(TEC)、电离层测高仪得到的foF2和电磁卫星监测的离子密度和温度等均观测到局部电磁扰动现象,多数异常幅度超过50%。汶川8.0级地震前各种电磁观测技术记录到的明显异常现象,揭示了电磁学科在地震预报研究领域巨大的潜力,加强天-地一体化的立体电磁监测对地震预报水平的提高是非常必要的。

2008年汶川M_S8.0与2010年玉树M_S7.1地震前电磁现象研究

应用全局小波能谱法对2008年四川汶川MS8.0地震、2010年青海玉树MS7.1地震前地电、地磁场变化情况进行了分析研究.结果表明:①在汶川地震震中周围的台站观测到震前地电、地磁场全局小波能谱值增大的现象;②青藏高原东北缘的代乾等3个地电、地磁台站在玉树地震前均发生显著的小波能谱增大的现象,震后恢复;③对于上述两次大震周边地区的不同台站的不同测道,在震前多次出现谱值时间上同步增大或减少的现象;④距玉树地震震中距离相同的山丹和古丰地电场台站,北南、北西测向长极距在地震前后能谱值的变化几乎一致.基于上述分析,初步研究认为震源孕育激发的电磁辐射是造成震前电磁异常现象的主要原因.

地电阻率中短期异常与地震的关系

研究了 1 96次 MS3.2～ 7.9地震 ( 94%以上为 MS≥ 4.0地震 )前 1 1 39次 (道次 )地电阻率中短期异常 ,得到以下结果 :1异常时间与震级之间为非线性增长关系 ,大致分为 3个阶段 :MS≤ 5.0地震 ,异常时间随震级增大基本上是快速的线性增长 ;5.0 <MS<6.5地震 ,增长速度逐步变小 ;MS≥ 6.5地震 ,增长速度很小 .2异常幅度与震级之间为非线性的指数式增长关系 ,也大致分为 3个阶段 :MS≤ 5.0地震 ,随震级增大异常幅度增长很小 ;5.0 <MS<6.5地震 ,逐步趋于加速增长 ;MS≥ 6.5地震 ,加速增长 .定性解释、并利用流变介质模型探讨了异常时间。

地磁低点位移与地磁场等效电流体系关系的初步研究

利用地磁内外源场分离的方法,反演得到了1997年11月8日玛尼地震和1998年1月10日张北地震前地下和空间等效电流体系的演化图象,并分析研究了地磁低点位移出现前后等效电流体系变化特征.结果表明,内、外场等效电流体系的变化与地震"低点位移"异常现象有着内在的联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一.随着我国地磁台站的加密建设,势必可以得到更为精确的地磁场等效电流体系的演化特征,更有利于地震预测的研究.

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测 ,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像 ,取得了较好效果 .在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于 1 998年 4月 1 4日ML5 .0和ML4 .4唐山两次地震前的 6天左右层析图像出现了明显的异常变化 :宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点 ,出现了一种有序性特征的新图样 ;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征 .上述异常图样均在震后消失 .层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆 .地层导电结构和孔隙度的变化 ,是引起电阻率异常的直接原因 .研究表明 ,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力 ,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的 .在地震监测中 ,改造现行观测系统 ,引入层析成像 ,是发展技术的方向 .

华北地震区岩石圈磁异常场零值线与中强震震中分布关系

通过对华北地震区岩石圈磁异常场各分量的零值线分布以30km为缓冲半径建立缓冲区,并对缓冲区内1900年以来MS4.0及以上大陆地震进行统计,探讨华北地区岩石圈磁异常场零值线分布与中强震震中位置关系,发现7.0级以上地震震中分布与岩石圈磁异常场磁偏角、N向分量、E向分量以及垂直分量零值线的分布位置关系密切,其中震中分布与磁偏角的相关性最高,达83.3%。

汶川M_S8.0地震前地磁短临异常与强震预测探索

强震前地磁垂直分量日变化异常主要表现在幅度与相位上的变化.利用中国地磁台网多年观测资料,研究了2008年5月12日四川汶川8.0级地震前,地磁垂直分量日变极小值出现的时间(低点时间)在空间分布上的异常特征,即低点位移现象;并用此方法预测了汶川8.0级地震6级余震平静2个月后的一组6级强余震.这种少见的异常现象与强震发生有较好的相关性.发震日期为异常出现后的第27天或第41天的前后4天,强震发生地区在低点位移突变分界线附近.此外,还研究了汶川8.0级地震临震前,震中周围出现的地磁日变幅异常现象.