利用福州gPhone重力仪检测杜鹃台风激发的第二类脉动信号

蕴含大气—海洋—固体地球三个圈层能量传递和耦合信息的地震噪声(2~10 s)可用于能量辐射模型检验、海底地形探测、台风中心定位、地震预测研究等工作.近年1 Hz采样的重力仪也检测到台风激发的第二类(DF)脉动.为检验信号的有效性,提出重力观测的最佳估计策略,本研究利用2015年福州地震台gPhone重力仪1 Hz重力固体潮数据,对Peterson垂直位移功率谱密度估计策略(简称:P方法)和切比雪夫滤波估计策略(简称:F方法)进行比较.和地震时刻突变增强信号的特征不同,杜鹃台风靠近中国大陆时DF频段垂直位移呈现渐变增强特点.和同区域CMG-3 ESP地震计结果有高达0.9以上的相关性.在振幅量级的比较中,P方法对近场信号有高估现象,相对误差约为0.3.在选择截止频率为0.05 Hz,通带波纹为0.01 dB的3阶切比雪夫高通滤波处理零线误差时,重力和地震计的DF频段垂直位移相对误差不超过0.1.在进行误差因素分析时,两策略间有约±0.6×(10^-6 m)^2/Hz的能量差异.而固体潮、气压的影响小于0.0003×(10^-6 m)^2/Hz,可忽略不计.采用品质因子Q=210,地震波群速度U=1800 m/s,REF模型比率r=0.8建立的ASSM合成频谱图不仅在时域内和观测结果同步达到振幅峰值,频域内也有0.95的强相关性.福州gPhone重力仪检测到杜鹃台风激发的DF脉动信号,主频为0.1599 Hz,DF频段垂直位移最大振幅为0.9×10^-6m.在讨论两个积分策略和两型仪器频散图谱差异时发现,P方法采用1024 s窗长分段消除积分引起的零线误差方法不及滤波的.F方法对6~10 s大于3 km/s的面波波群能力是不及CMG-3的.这些都需要在数据处理和分析时需要注意.