基于滑动四分位距法的地震期间电离层TEC异常

根据IGS中心提供的2016-03-21-04-21GIM数据,将前16天不受太阳、地磁活动影响的VTEC中值作为背景参考值,采用滑动四分位距法分析日本九州岛地震前后共17天震中上空电离层VTEC异常情况。分析结果表明:在排除太阳、地磁活动的情况下,震前、震后均出现了异常(4月6、 9和16日出现了正异常,其中4月6、 9日也出现了1 TECu左右的负异常),地震发生当天也出了负异常。4月6日VTEC正异常出现极大值,异常区域在震中东南方向,自东向西偏移过程中逐渐增强,且异常时间较长;UT00:00-6:00之间VTEC异常出现峰值,峰值点位于震中偏东南方向,而在这段时间内全球其他区域没有出现异常。因此可认为,4月6日震中上空VTEC正异常与此次地震有关。

关于试验室间比对试验结果Z比分数的几种计算方法详解

Z比分数法是当前实验室能力验证对结果进行评价的常用方法,但还有许多实验室同事不清楚具体计算步骤,本文依据GB∕T 6379.5-2006测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第5部分:确定标准测量方法精密度的可替代方法和CNAS-GL002:2018能力验证结果的统计处理和能力评价指南,对三种计算Z比分数方法的具体计算步骤进行详细的分析,并对得出的结果进行比对,以供大家参考。

GPS坐标时间序列粗差剔除方法比较分析

为了更加有效地探测和剔除GPS台站位移序列的粗差,对几种常见的GPS坐标时间序列粗差剔除方法进行比较分析:分别采用GPS坐标时间序列中常用的粗差探测方法如5倍中误差法(5σ)、3倍中误差法(3σ)、中位数绝对偏差法、四分位距法对GPS坐标时间序列进行粗差处理分析;并以40个GPS基准站坐标序列为对象进行粗差剔除比较;最后对去除粗差后的GPS坐标序列进行噪声模型分析,总结粗差剔除前后坐标时间序列的最佳噪声模型。实验结果表明,4种粗差探测和剔除方法都能检测出时间序列中的粗差,且以四分位距法的效果最为明显。

不同统计方法在磁粉检测能力验证结果分析中的应用

格拉布斯统计法、中位值和标准化四分位距法和迭代法是3种较为常用的能力验证结果统计分析方法,以两年的磁粉检测能力验证结果为例,对3种方法进行了比较。分析结果表明,当数据符合或基本符合正态分布时,选用迭代法会更为可靠;当数据不符合正态分布时,中位值和标准化四分位距法和迭代法均会失效,而选用格拉布斯统计法,并采用合适的剔除水平α~*,可以得到更合理的统计结果。

综合分析方法在中强地震前后电离层TEC异常分析中的应用

近年来,作者们经过长期的分析研究后发现,采用迭代法分析电离层数据时获取的电离层TEC异常与中强地震发生具有较好的空间对应关系,并根据总结的异常特征在地震中长期监测预报方面取得了一定的进展。本文在迭代法分析预报确定异常区域的基础上,采用滑动四分位法对预测区域发生的中强地震前后短时间序列内的电离层TEC数据进行分析,剔除干扰因素后找到较为明显的电离层TEC变化异常。综合利用两种分析方法判断中强地震前后电离层TEC异常,从而为地震前兆研究提供一个新的思路。

统计方法在能力验证过程中的影响分析

本文介绍了目前国内外能力验证中常用的4种统计方法,即经典统计法、迭代法、中位值和标准化四分位距法和Horwitz方程法。通过对实际数据计算示例,探讨了目前国内外能力验证机构常用统计方法的局限性和适用性。根据结果比对,认为Horwitz方程法在能力验证的统计方面,准确性更高、适用性更强。

三种稳健统计法在水泥水溶性铬(Ⅵ)的测定能力验证中的应用

能力验证是判定实验室检测能力的一种重要手段,其重要性逐渐被广大实验室所重视。通过对近3年中国国检测试控股集团股份有限公司开展的水泥水溶性铬(Ⅵ)的测定能力验证计划结果进行统计分析,比较三种稳健统计法:算法A、Q/Hampel方法、中位值和标准化四分位距法的异同,总体上用Q/Hampel方法统计水泥水溶性铬(Ⅵ)的测定能力验证相对其他两种稳健统计法更温和。

泸定M_S6.8地震前后的电离层TEC扰动分析

为了分析泸定M_S6.8地震期间的电离层TEC异常与地震之间的相关性,基于2022年8月6日—2022年9月8日GFZ全球电离层格网数据,选取4个特征点并使用滑动四分位距法,检测2022年9月5日泸定M_S6.8地震孕震区上空的VTEC异常。4个特征点的VTEC在8月26日、8月30日、9月4日、9月5日和9月8日均出现异常扰动,排除空间环境活动的干扰后,8月26日的负异常和8月30日的正异常与本次地震相关,且VTEC异常集中出现在世界时间UT04:00-12:00,呈现先增大后减小特征。检测结果表明,地震期间的电离层TEC异常与地震之间具有较强的相关性,可为地震的预测分析提供参考。

震前电离层TEC异常探测方法研究

考虑到震前电离层TEC异常扰动探测方法(主要包括平均数法、中位数法、四分位距法等)的局限性,提出采用电离层TEC拟合后的剩余残差来识别TEC异常,即先对电离层TEC时间序列进行拟合,然后利用滑动时窗法进行异常识别。基于中国地壳运动观测网络GNSS观测资料解算的电离层TEC数据,采用上述方法对汶川8.0级大地震进行分析,结果显示该方法能够合理有效地探测到震前电离层TEC的异常扰动。

九寨沟7.0级地震前电离层TEC异常分析

以2017-08-08四川省九寨沟Ms7.0地震为背景,利用IGS提供的全球电离层格网数据,采用滑动四分位距法对震中所在网格的四个格网点进行TEC异常分析。发现震前13天,震前4天和地震当天分别出现了不同程度的电离层异常。结合同时段的太阳地磁活动情况,可以确定地震当天的电离层异常与此次地震的相关性。进一步分析电离层异常的空间分布后,确认震前13天的电离层异常可作为九寨沟地震的前兆,而震前4天出现的电离层异常是由地磁剧烈活动引起的。

基于GNSS数据的地震电离层扰动探测分析

针对传统方法无法解决地震-电离层扰动探测参考背景值较低的问题,借助中国地震局全球卫星导航系统(GNSS)数据产品服务平台提供中国区域电离层格网数据(GIM),基于滑动四分位距法对2020-06-26新疆和田地区于田县(35.73°N,82.33°E)发生Mw6.4级地震进行地震-电离层扰动探测。实验结果表明在震前3 d和震前7 d 4个格网探测格网点均探测到地震-电离层扰动现象,且仅探测格网点(36°N,82°E)在震前12 d探测出地震-电离层扰动现象,排除空间环境因素干扰后,判定此次电离层扰动现象可能是新疆和田地区于田县地震引起的。

电离层TEC异常分析——以2022年1月15日汤加火山爆发前为例

2022年1月15日,南太平洋汤加海底火山发生剧烈喷发。为了探测此次火山爆发引起的异常环境响应,利用GPS电离层数据,引入滑动四分位距法探测电离层异常扰动,结果显示:火山爆发前第22天到第27天,总电子含量出现大面积的正异常现象,部分时刻的异常超过10TECU。在火山爆发前第16天、前第10天和前第1天均出现了较轻微的负异常现象,异常均小于5TECU,其中火山爆发前第25~27天的TEC异常可能是由于太阳活动引起的。以上结果表明本研究成功利用GPS技术探测到此次火山爆发过程中的异常环境响应。

九寨沟7.0级地震震前电离层TEC异常分析

针对2017年九寨沟7.0级地震震前电离层异常问题,利用国际全球卫星导航系统服务中心提供的全球电离层格网产品,通过内插获取震中点位上方震前11 d至震后4 d的电离层TEC时间序列,并利用滑动四分位距法、奇异谱分析和小波变换3种方法对TEC时间序列进行异常探测。结果表明:在无高太阳活动或磁暴现象时,3种方法在震前4 d均探测到电离层TEC存在较大正异常,其中,奇异谱分析法探测到多次较小异常,且异常有正有负,小波变换法探测到震前3 d存在较大负异常。

由GPS探测的Sumatra地震前电离层异常研究

2016年3月2日苏门答腊发生Mw7.8级地震.为了研究此次地震与电离层的耦合关系,采用欧洲定轨中心提供的Global Ionosphere Map(GIM)数据,利用滑动四分位距法探测了震中的TEC时间序列.在排除太阳与地磁活动的干扰后,结果发现在震前第8d震中地区电子含量明显降低,coco观测站也观测到TEC负异常现象.全球TEC异常分布图显示TEC异常持续约6h,最大幅度达到-6TECU.异常区域主要出现在孕震区内,最大异常区域并不垂直于震中位置,而是出现在靠近赤道异常边界的一侧,但是对应磁共轭区内并无明显TEC异常出现,这可能是Sumatra地震的电离层前兆之一.

2016-12-25智利M_W7.6地震震前电离层TEC异常探测

使用IGS发布的GIM数据,利用奇异谱(singular spectrum analysis,SSA)和四分位距法(inter quartile range,IQR)对2016-12-25智利MW7.6地震进行震前电离层异常探测。研究表明,2种方法探测到的电离层主要异常特征基本一致,在震前4d和震前7d分别探测到明显的正异常和负异常,电离层异常自东向西移动,峰值点出现在震中附近,且震前4d共轭区域出现明显的电离层正异常变化。相较于IQR探测,SSA探测突出了电离层主要的异常时间段和空间异常特征,但幅度和范围偏小,两者互为补充,可以探测出更加明显的地震电离层异常效应特征。由于距发震时间较短,在排除外界环境干扰因素后,认为此次电离层异常可能由智利地震引起。

2010年墨西哥M7.2地震前电离层VTEC异常响应初探

针对震前震区上空电离层扰动是否受到地震活动影响这一难点,提出了一种组合式电离层扰动时空分析法。基于该方法,在震中附近设置了一个监测点A(32.5°N,115°W)及相近地磁纬度的两个参考点B(32.5°N,100°W)和C(32.5°N,55°E),运用滑动四分位距法的双重检测标准分别检测了上述三点垂直总电子含量(VTEC)的时序变化。结合空间天气情况分析出最有可能与地震活动相关的异常时段,并提取出了上述异常时段的VTEC空间异常分布,结果显示在该异常时段地震孕育区及其附近上空电离层出现了持续的正异常扰动现象。最终研究表明:4月4号出现的VTEC异常与本次地震孕育活动有关,且异常峰值主要集中于震中东、南侧。

2016年新西兰凯库拉M_(W)7.8地震前空间大气扰动

采用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)的ERA5温度数据和GPS观测数据,提取2016-11-13新西兰凯库拉M_(W)7.8地震前的温度异常和电离层VTEC异常,探讨震前空间大气扰动的时空变化特征。结果表明,2016-11-08、09震中以北分别出现温度异常和VTEC异常。温度异常具有增温-增温加强-增温衰减-增温高峰-快速衰减的变化特征,这与岩石形变-破裂释放热的过程基本一致;随着高度上升,增温面积及幅度逐渐减小,符合地震热异常在自下而上的抬升过程中逐渐消退的趋势。