2019年丰南4.5级地震前后岩石圈磁场水平矢量动态演化特征

基于唐山及周边地区2018年4月—2020年9月连续6期的流动地磁观测资料,经过数据处理获得5期岩石圈磁场半年尺度的时空变化数据,再结合2019年12月5日丰南4.5级地震对震中附近岩石圈水平矢量时空演化特征进行分析。结果表明:①在岩石圈磁场水平矢量动态演化过程中,丰南地震震中附近岩石圈磁场水平矢量异常出现在震前一年时期,且随着时间推移,岩石圈磁场水平矢量弱变区在空间上具有由东向西发展的演变过程。②丰南地震震中区域水平矢量模值在地震前后出现先减小后增大的反向变化,震前半年水平矢量模值最小,丰南地震发生于水平矢量模值反向增大的过程中。③根据亚失稳理论与岩石圈磁场水平矢量变化关系,在多期岩石圈磁场水平矢量存在方向变化和弱变的区域寻找潜在的异常区,再结合异常区水平矢量模值的动态演化,或许可以作为一种识别震前震磁前兆异常信息的方法。

南北地震带历史地震与岩石圈磁场空间分布特征分析

利用2016—2020年南北地震带流动地磁矢量观测资料,结合2017年6月1日至2021年7月1日发生在测区范围内MS≥5.0地震,对该地区2015.0年代岩石圈磁场空间分布与地震的特征进行分析和归纳。结果表明,南北地震带地区大部分MS≥5.0地震在岩石圈磁场中表现出较明确的位置特征,尤其是“0”值线附近、水平矢量H幅值弱化这2个位置,是南北地震带地区中强及以上地震的易发部位。高梯度带和水平矢量H方向转向这些位置亦需格外关注。

2019—2021年门源MS6.9地震岩石圈磁场异常回溯分析

分析了2019—2021年门源MS6.9地震周边岩石圈磁场部分要素的时空演化特征,结果表明:岩石圈磁场要素异常在震前1~2年比较明显,其中震中均位于磁偏角D模量、总强度F模量、垂直分量Z模量的正负交界地带,距离“0”值线10~50 km,震中位于水平分量模量的高梯度带,水平矢量方向和幅值在震中东南100 km范围内转向、回旋和减小,垂直矢量的方向和幅值在震中及东南100 km范围内出现对冲、发散和减小;震前1~2年水平矢量幅值、垂直矢量幅值在发震断层冷龙岭断裂带东段南北两侧呈现出北高南低的态势,依据压磁效应分析可知,冷龙岭断裂带东段北侧岩石圈磁场较大,应力变化主要以释放为主,南侧岩石圈磁场较小,应力变化主要以加载为主,反之该区域应力场的变化导致了岩石圈磁场的异常变化。

基于亚失稳理论解释2010~2014年四川地区岩石圈磁场水平矢量异常变化特征

梳理2010~2014年四川地区岩石圈磁场水平矢量异常空间变化特征,结果表明岩石圈磁场水平矢量年变化的弱变化区与中强地震具有良好的对应关系,震中均出现在弱变化区内或其边缘地带。结合亚失稳理论分析表明,研究区发生的10次中强地震中有9次与亚失稳理论各阶段均有较好的对应关系,其中宁蒗M_S5.7、康定M_S6.3等5次地震均发生在震前连续两期弱变化区域的重叠部位。因此,对于中强地震预报应多关注连续多期岩石圈磁场水平矢量弱变区的重叠部位。2011~2013年龙门山断裂带与鲜水河断裂带交汇区水平矢量异常明显,分析区域应力场与磁异常关系可知,芦山7.0级、康定6.3级地震的破裂区均受到来自东北方向应力的作用。

长清M4.1地震岩石圈磁场异常特征

对2018~2020年山东及周边50个流动地磁矢量测点观测数据进行处理,得到2018-04~2019-04和2019-04~2020-04连续两期岩石圈磁场变化特征。结果表明,两期水平和垂直矢量在济南长清M4.1地震震中附近均具有较明显的局部异常特征,震前近2 a出现异常。前一期震中附近水平矢量幅值较高,近场发生转向且方向较为一致,垂直矢量幅值同样较高,在震中附近发生反转;后一期震中附近水平矢量方向汇聚,能量弱化,垂直矢量同样幅值较低,方向在震中附近发生反转。这种异常能量先强后弱特征,可能与震区应力状态的阶段性改变有关。

2015—2016年大华北地区岩石圈磁场变化及震前异常特征

利用2015—2016年大华北地区260个测点流动地磁矢量资料,结合河北尚义4.0级和唐山4.0级地震,对获得的相邻期岩石圈磁场变化进行了分析。结果表明:尚义4.0级地震震中附近水平矢量H方向出现转向,同时处于磁偏角D变化的零值线上,磁倾角I和总强度F变化无明显的局部异常特征。唐山4.0级地震震中位于水平矢量H量级由北至南出现突然减小的变化,同时处于磁偏角D负值高梯级带边缘,也位于磁倾角I变化的正负值交界处,而总强度F却无明显的局部异常特征。

深海中潜艇腐蚀相关磁场全空间分布特征分析

为分析深海中潜艇腐蚀相关磁场的分布特征,采用静态电偶极子对场源进行模拟,采用空气-海水2层模型对深海环境进行模拟,在利用镜像法求出全空间标量电位分布的基础上,利用标量电位和矢量磁位之间的约束关系,求解得到全空间中腐蚀或防腐电流所产生的磁场分布,并证明所得场分布是满足场方程及边界条件的。最后采用数值计算的方法对磁场空间分布特征进行了分析,结果表明:深海中的潜艇由于腐蚀及防腐措施在空气及海水中激发的静态磁场分布特征明显,是值得重视的探测或打击信号源。特别是场分量按距离的平方反比衰减,相对于铁磁材料所产生的磁场衰减要慢,有利于远程探测。研究结果为进一步的实际应用奠定了基础。

光泵磁共振法测量地磁场水平分量B_(E11)

采用与示波器同步的扫描场探测光磁共振 ,使光磁共振信号稳定 ;选择扫场的同一点 (最好选在峰点或谷点 )作参考点 ,有利于结合实际情况测地磁场水平分量BE11。

地下管线探测的基本原理及解释方法研究

本文较详细地讨论了电磁直接探测法探测地下管线的基本原理和解释方法；提出了一种新的求解管线位置和深度、并给出探测结果可信度的向量交绘法。现场提供高可信度的结果；对管线探测仪器设备及应用效果作了介绍。

浅海中时谐水平电偶极子在空气中的极低频磁场

为深入分析空气中的极低频磁场,用时谐水平电偶极子等效船舶被主轴调制的水下腐蚀相关电流。根据Maxwell方程组和电磁场边界条件建立浅海条件下电偶极子在空气中的矢量磁位模型,进一步推导了磁场表达式,并利用快速汉克尔变换计算磁场的传播规律。测量了水池碳棒电极和海上钛基电极的磁场,验证了磁场的实用性和模型的有效性。

河北及周边地区岩石圈磁场变化及震前异常特征

利用2019年度大华北秋季复测156个测点的流动地磁矢量资料,获得河北及周边地区岩石圈磁场半年变化图,分析归纳河北及周边地区岩石圈磁场的总体变化特征,并研究测区内2019年12月3日河北怀安M_(S)3.4地震和2019年12月5日河北丰南M_(S)4.5地震前岩石圈磁场局部变化和异常特征。结果表明:丰南M_(S)4.5地震发生在H矢量的转向区,总强度F负异常的高值区,D要素负异常的高梯度带和Z值变化的高值区;怀安M_(S)3.4地震则发生在H矢量幅值弱化且转向区,D要素零值线附近的正值区和Z值变化的低值区。

两层介质中水平时谐电流产生的电场

为了研究舰船轴频电场的建模,在麦克斯韦方程理论基础上推导了两层介质中水平时谐电流在本层介质中产生的磁矢量势公式和时谐电场三分量公式,并通过数值方法仿真分析了海水中水平时谐电流产生的电场三分量的分布特性.通过将仿真结果与实验室船模轴频电场测量数据对比表明,舰船轴频电场分布特性与水平电流所产生的电场分布特性相似,因此可以由时谐电流电场的叠加来对舰船轴频电场建模.

现今全球岩石圈水平速度矢量场及其在地史时期的代表性

空间测量与地球物理资料分别揭示出十年尺度与百万年尺度的全球岩石圈现今绝对水平速度矢量场的基本特征,说明现今全球岩石圈存在显著的总体西向圈层运动。北半球岩石圈现今绝对水平速度矢量以西向为主。南半球岩石圈现今水平运动方向呈现规律性变化,南美大陆一西大西洋岩石圈速度矢量以西向为主,形成西向流;而东大西洋岩石圈速度矢量以东向为主,形成东向流;西向流与东向流在东经45°～160°的澳大利亚一北印度洋区域汇聚,形成全球唯一的强大岩石圈北向流。将全球主要岩石圈块体的现今速度矢量与依据海底磁条带、热点迁移及大陆古地磁资料所确定的一定地质历史时期内的古速度矢量进行综合对比分析与一定的统计分析,发现岩石圈古、今速度矢量场高度相似。主要岩石圈块体的古、今速度矢量,无论其速率大小、还是矢量方向,都非常相近。说明全球岩石圈现今速度矢量场在一定地质历史时期内有其代表性,基本反映了白垩纪以来全球岩石圈的稳态水平运动规律,可能适用于整个中生代。

基于亚失稳理论分析2021年云南漾濞M_(S)6.4地震前岩石圈磁场变化特征

回溯2021年云南漾濞M_(S)6.4地震前2017-2021年云南地区岩石圈磁场水平矢量逐年变化的空间分布特征,并与亚失稳理论中稳态-亚稳态-亚失稳态-失稳态的各阶段进程进行对比分析。结果表明:漾濞地震前,在震中及其附近区域出现的岩石圈磁场水平矢量弱变现象是震前的典型特征,其"弱变区域"的形成对应亚失稳O点,是野外观测当中最易识别的重要标识;漾濞地震前连续4期弱变区域存在有"重叠"区域,同时其外围水平矢量量级增大且方向改变,则是进入到了"不可逆"的亚失稳OB阶段,预示着地震将要发生且震中在"重叠"区域的边缘,利用这种时空变化特征可以提前预判发震地点与时间。此外,该分析也是将亚失稳研究从室内实验走向野外观测的有益尝试。

深海水平时谐电流段在空气层产生的磁场

针对潜艇固磁探潜固磁衰减快,探潜距离有限等问题,提出利用轴频磁场来探测水下潜艇。在麦克斯韦方程理论的基础上,推导出海水中水平时谐电流段在空气层中产生的时谐磁场理论公式,通过数值方法分析空气中时谐磁场强度与场点高度和场源距离的关系。仿真结果表明:空气中时谐磁场强度随场源水平距离增大的衰减速率会变小,若场源水平距离不变,随着高度的增加,场强的衰减速率变小。