浅水区海浪电磁噪声对大地电磁阻抗估计的影响

在浅水区海洋大地电磁(MT)勘探中,海浪运动频带范围内(约0.05~0.8 Hz)阻抗估计结果欠佳,这一直是困扰地球物理工作者的难题.本文基于三层海洋地电模型推导了二维和三维海浪运动感应电磁场(简称海浪感应电磁场)表达式,分析了海浪感应电磁场的平面波传播特性.借鉴MT场趋肤深度和阻抗的概念,推导出海浪感应电磁场的趋肤深度和阻抗表达式,分析了浅水区海浪感应电磁场和MT场趋肤深度和阻抗的差异.在海底介质中,海浪感应电磁场的衰减速度要比MT场衰减速度大约快2个量级,因而它无法用于探测海底深部电性结构.海浪感应电磁场阻抗幅值比MT阻抗幅值小2~3个量级.海浪感应电噪声强度约为大地电场强度的10%,而海浪感应磁噪声比地球变化磁场大1~2个量级,故海浪感应电噪声对大地电场的影响较小,但海浪感应磁噪声对地球变化磁场的影响较大.海浪感应电磁阻抗相位在-90°(TE模式)和90°(TM模式)附近,偏差小于0.06°,而均匀半空间介质MT阻抗相位为-45°(TE模式)和135°(TM模式).通过引入"复合阻抗"概念,探讨了海浪感应电磁场对海洋MT阻抗估计结果的影响.