基于中国地磁台网数据的太阳静日期间地磁场Z分量日变化幅度分析

本文应用中国地磁台网完成数字化改造后自2008年以来的地磁场观测数据,分析了过去12年(2008—2019年)中国地区地磁场Z分量的日变化幅度特征.重点研究了地磁场Z分量在太阳活动高低年的月变化、季节变化情况以及对其在云南地区和中国东南部地区同纬度台站之间进行了对比分析.研究表明,Z分量日变化幅度在同一月份或季节随太阳活动的变化主要来自电离层电导率的影响;但在太阳活动高年,电离层中性风的作用可能会使分点月的Z分量日变化幅度大于或等于夏至月;由于云南地区地下电性结构的复杂性,地下电导率可能在分点月和夏至月对云南地区的Z分量日变化幅度起到了放大作用,使其增加了约12%~41%.研究结果为地磁场日变化及地磁异常提取的背景信息选择提供了新的参考.

有关小震震前数天震中附近岩石圈磁场Z分量异常特征

为利用震例周边流动地磁矢量监测数据获取时间距发震较短的优势捕捉有效震磁异常信息,在河北任丘M_(S)3.2及内蒙古和林格尔M_(S)3.0地震后,对2019年4月至2020年4月和2020年4—9月两期岩石圈磁场变化模型进行计算发现:震中附近Z分量相对异常特征较为明显,出现一定面积正异常高值区;去除趋势性变化成分后,局部异常值约2~3 nT左右,影响范围在方圆50 km左右;且第二期任丘M_(S)3.2震中附近出现较为显著的负异常区,范围、量值和震前异常特征相当,可能和震后岩石圈磁场形态恢复有关。

测量磁场水平分量H y的电性源广域电磁测深法

基于层状大地表面水平电偶极源电磁场公式系统,提出了比值法获取H y分量全区视电阻率计算公式。计算了层状地电模型多个收发距的电磁场各场分量E x、H y、H z,并用这三个场分量计算了全区视电阻率,以及E x/H y卡尼亚电阻率,并与模型的MT卡尼亚电阻率频谱曲线进行对比。发现H y全区视电阻率在赤道装置和轴向装置的广大区域对地电模型均有较好的响应,可进行单分量广域电磁测深。轴向装置H y全区视电阻率与赤道装置垂直磁场H z全区视电阻率相似,在低频段与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率有相似的频率响应特征,在较小收发距条件下对大埋深基底就能有较好的响应。赤道装置和轴向装置测量的水平电场E x分量全区视电阻率在低频区均会进入“饱和”区。对于各电阻率定义方法,合适的收发距是较好地反映出地电特征深度变化的前提,多收发距测量有利于揭示深部电性特征。

一种浅地表探测收发天线的设计分析

通过对浅地表电磁探测系统的探测原理和收发天线的结构及参数研究,分析了频率域浅地表探测系统的工作原理。论证了利用磁场z分量间接探测浅地表地下介质电性结构的可行性。利用MATLAB对发射接收天线进行理论计算,分析了收发天线设计的关键问题;重新设计了探测系统所需的发射和接收天线,采用并联结构使发射天线效率有所提高,接收天线采用8字形结构,从结构上实现一次场的屏蔽,同时,避免了引入参考线圈使结构和计算复杂。通过实际测试,能够辨别出埋藏于土壤9 cm处的2 g电阻率异常体。最后,总结了埋藏深度、有无土壤对探测数据的影响。为浅地表探测天线系统的改进及近地表电磁成像系统研制提供依据及参考。