河北省地震局红山基准台建设与发展

概述了河北省地震局红山基准台50余年的建设与发展历程,介绍了台站在地震监测、异常核实、科普宣传等方面的经验,可为基层台站发展提供一些思路。

EREV-C质子旋进磁力仪在红山基准地震台的比测检验

红山基准地震台作为全国地震监测专业设备的比测台站,多次承担地震观测仪器的比测工作。2021年11月23日,以该比测站GSM-90F Overhauser磁力仪作为标准仪器,基于数据一致性、差值均方差和仪器差等,对16台EREV-C质子旋进磁力仪性能进行测试检验。测试结果显示,该质子旋进磁力仪与标准仪器具有较好的一致性,地磁场总强度F值均方差<0.10 nT、仪器差≤±0.50 nT,各项指标均满足测试要求,表明该磁力仪性能稳定、精度高,可用于地震台站常规观测以及磁测和探矿等工作。

红山基准地震台ELF电磁观测资料异常特征分析

对河北省红山基准地震台2014年3月7日至2015年12月31日ELF观测的天然电磁场数据进行处理,研究电磁场强度与视电阻率变化规律,分析2014年8月3日鲁甸6.5级地震、2015年的4月19日文安3.0级地震、4月25日尼泊尔8.1级地震、11月15日滦县2.9级地震发生前后电磁短临异常现象,结果表明,1 Hz、39 Hz、178 Hz电磁场自功率谱有明显的台阶、突跳和集丛现象,视电阻率异常变化幅度达到1—2个数量级。

河北红山基准地震台ELF电磁观测资料映震能力分析

为探究ELF电磁观测中出现的电磁扰动与地震间存在的关系,文章选取河北省地震局红山基准地震台2011年至2012年ELF电磁观测资料进行分析。发现电磁观测中存在有与地震相关的异常电磁扰动,并将异常信号幅度与地震震级和震中距的关系作进一步的分析。

钻井对红山基准地震台测震数据的干扰特征及去噪浅析

文章选取2017年7-9月红山基准地震台钻井作业期间测震波形数据,截取环境噪声相对平静及干扰时段的地震波形记录,采用噪声频谱密度分析方法,对钻井干扰噪声频谱特征加以分析,掌握干扰频段,去除钻井作业对测震数据所产生的噪声干扰。该结果可为提高地震波形质量、地震事件的分析提供参考。

高压直流输电对红山台地磁观测干扰判定及处理

宁夏至山东高压直流输电工程运行以来,对红山地震台地磁观测造成了很大影响。选取2013年6月9日至14日和2013年12月23日红山地震台受到高压直流输电干扰数据与昌黎地震台无干扰数据作参考,通过多台对比分析法、单台检测法找出干扰数据的判定和处理,提高识别高压直流输电干扰能力和数据预处理水平。

红山地震台数字地磁观测质量控制与分析

利用红山基准地震台地磁相对和绝对观测资料,采用单台绝对差值检测法、多台相对差值检测法、F-P检测法和地磁绝对观测改进措施,研究分析了红山地磁观测资料质量及其控制。结果表明:红山基准地震台相对记录仪GM4-1、FHD-2B和绝对观测仪Mingeo-DIM工作正常,运行稳定;因仪器故障,FHD-2B仪D分量在2015年3月24日出现台阶错误数据;2015年4月23日GM4-1和FHD-2B仪分钟值数据预处理错误;GM4-1仪各分量基线值稳定,同日及相邻2日观测基线值之差D_B≤0.1',H_B≤1.0 nT,Z_B≤1.0 nT,精度较高。

1985—1990年地磁基准台站时均值数据集

北京、佘山、长春、拉萨、广州、武汉、兰州、乌鲁木齐地磁台在中国最早开始地磁观测,系统收集、清理8个地磁台在1985—1990年的历史资料,采用数码拍照和人工录入方式,实现纸质资料数字化,同时研制数据入库软件,将梳理后的数据导入“十五”数据库,并进行质量审核,实现珍贵历史资源的电子化、数据化、标准化和规范化,为数据的后续使用奠定基础。本数据集展示了8个地磁台站在1985—1990年的地磁观测数据,数据内容由磁偏角(D)、水平强度(H)和垂直强度(Z)3个要素的绝对时均值组成。利用该数据集,可以开展地磁场、空间天气以及关系国计民生的导航、通讯、电网、高铁、油气管道等的研究工作。

地震前红山台地磁变化及异常指标分析

本文应用加卸载响应比、日变幅逐日比及空间相关分析方法,分析了2002~2015年红山地震台地磁Z分量观测资料异常变化与Ms≥4.0地震之间的关系。结果表明,异常值加卸载响应比P(Z)≥3.0,日变幅逐日比Y(Z)≥2.6,相关系数R(Z)≤0.90,且各异常值出现超过3个月及以上,震中距400 km以内通常有Ms4.0级以上地震发生。研究结果提供了适用于红山台的地磁分析异常指标,同时对后续地震的预报研判有所帮助。

红山台地磁日变化记录准确度标定分析

为了正确评价相对记录仪器记录到的地磁日变化的准确度,分析了红山台2套GM4磁通门磁力仪2009—2012年4年来的地磁日变化记录准确度标定基线值的精度和稳定性,同时对地磁日变化记录准确度标定基线值与地磁日变化的相关性进行了研究,得出以下结论:在标定时段2套GM4磁通门磁力仪D、H、Z3个分量基线值的变化幅度和测量误差都很小;1号GM4磁通门磁力仪比2号运行更加稳定,且日变化记录准确度标定基线值和地磁日变化之间相关性并不显著,这与2套仪器的自身老化和所处的观测环境等因素有关;红山台在上午10:30—12:30和下午15:30之后的时间段地磁日变化记录准确度标定基线值稳定,适宜进行地磁绝对观测。

红山台磁通门磁力仪观测数据对比分析

对2010-2012年红山地磁台2套相同厂家和型号的磁通门磁力仪GM4-1和GM4-2产出的数据进行背景噪声、基线值、预处理分数据和日均值几个方面的对比分析。结果显示:(1)两套仪器各分量日均值变化曲线形态一致性较好;(2)GM4-2各分量的噪声值和月剩余标准差值均大于等于GM4-1各分量的噪声值。(3)GM4-2仪器相对于GM4-1仪器灵敏度较低。分析的结果能较好地反映出2套仪器观测数据的内在质量,也能客观地反映出红山台各套仪器的工作状态及绝对观测对相对记录的控制水平。

红山地磁台绝对观测室部分技术改造

为红山地磁台绝对观测仪器DI仪配备防尘防潮罩,为避免照明灯泡金属螺旋帽磁性对绝对观测数据造成影响,对灯泡进行人工改造。两项技术简单、实用,为产出高质量的数据提供保障,值得在全国基准地磁台站推广应用。

红山地震台震相到时准确测定

利用工具软件对选取的红山地震台波形数据进行分析处理,从波形包含的频率成分特征上可以区分地脉动、干扰、地震;利用Fourier变换、滤波、复时谱分析、高斯小波分析、莫莱小波分析、D_B小波分析等手段,综合分析处理可准确标注地震震相。

红山台ELF电磁场功率谱密度的时间分布特征

利用红山地震台ELF极低频观测数据处理得到不同观测分量、不同频率功率谱数据的时间序列,并通过对数据进行作图分析,得出红山台电磁场功率谱密度的时间分布具有如下特征:(1)电磁场功率谱密度均具有夏强冬弱的季节分布,呈正弦波形态,夏季变化幅度是冬季的1~10倍不等;(2)不同频率上,各测项功率谱密度无多年趋势性变化特征,年际变化幅度小于年内1~3个数量级。

红山地震台地磁GM4仪与FHD-2B仪观测资料对比分析

通过对2013年红山地震台地磁GM4磁通门磁力仪与FHD-2B质子矢量磁力仪产出的观测资料进行对比,系统分析两套仪器分均值、日均值和基线值的变化趋势,并对仪器背景噪声做相应对比,认为观测数据变化趋势一致,而GM4仪观测精度较大。

数字信号分配器在红山地震台数字化地震观测系统中的应用

为了保证红山地震台数字化观测系统的正常运行和向国家台网中心的实时波形传输,数字信号分配器在数字化地震观测系统中的应用实现了数采输出的信号分道,分别输出到卫星、台站的实时监控前台机和备份前台机及数采监控仪。避免了实时监控机因硬件和软件故障所造成的台站资料断记和卫星传输中断,在全国数字化台站中具有普遍的应用价值。

红山地震台磁通门磁力仪GM4参考背景噪声分析

选取红山地震台2009—2013年磁通门磁力仪GM4-1和GM4-2的参考背景噪声数据进行分析。结果显示:两套仪器背景噪声年变化趋势一致,其中D分量背景噪声随季节变化明显,H分量、Z分量不明显。另外,GM4-2仪各分量背景噪声值较高,认为是其自身原因引起的。

用经验格林函数方法从红山地震台数字化资料提取隆尧地震的震源时间函数

2002年4月22日在邢台老震区隆尧县境内发生了一次ML4.8地震,这次地震邢台地区震感强烈,随后又发生15次小的余震。我们从这些余震中任意选择了5次余震分别作经验格林函数,提取了该地震的震源时间函数,目的是从这个地震来反映邢台震区的地质构造和震源情况。结果表明:无论以哪次余震的记录作为经验格林函数,结果都相当一致。发生于2002年4月22日的ML4.8地震只是老震区断层的单次破裂,此次事件的持续时间较短,只有0.7s左右,上升时间约为0.5s。为了验证所提取的震源时间函数的稳定性和可靠性,作者用5个小余震的UD,EW,NS方向分别作经验格林函数处理,结果相当一致;同时用全波、P波和SH波进行提取震源时间函数的对比,结果表明,用全波和SH波效果较好,所得结果非常一致,而用P波提取的震源时间函数效果不很理想。即同一台站的不同震相求得的震源时间函数的幅度存在差异。

1997—2016年中国大陆地区地磁台站观测环境变化定量分析

本文利用CHAOS-6地磁场模型计算1997-2016年中国大陆地区34个地磁台站模型值,分析比较模型计算值与台站实测值之间的差异,利用国际参考场模型IGRF12计算结果进行佐证。结果表明:地磁异常场模量△T作为地磁台站观测环境的一种标志,年变化显示:(1)中国大陆地区34个地磁基准台绝大部分位于地磁正常区或弱磁异常区,只有少数几个地磁台位于强磁异常区;(2)判断1个地磁台的地磁场环境,只测量总强度(F)是不够的,必须进行三分量绝对观测,利用地磁异常场模量△T评价地磁台的地磁场环境更全面、更科学合理。

电磁监测台站观测的舒曼谐振背景变化

舒曼谐振是由闪电激发的电离层与地面之间的全球电磁震荡,在地球与电离层空腔中传播,由于共振作用,其电磁波能量明显高于其他频率电磁波能量.舒曼谐振具有稳定的频域参数和频谱结构,近几年的研究发现,地震发生前会使这些固有参数发生扰动,因此利用舒曼谐振异常来进行地震短临监测可能是一种行之有效的手段.要判断舒曼谐振地震电磁异常,了解舒曼谐振电磁场背景变化规律是前提.本文利用极低频电磁台站观测的天然电磁场数据,处理和分析了各台站观测的舒曼谐振频率电磁场功率谱随时间的变化,得到了舒曼谐振随季节和纬度的背景变化规律.并提出将舒曼谐振背景变化规律应用到地震短临监测预报中,能够为今后辨别地震监测中的舒曼谐振异常提供物理依据.