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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

2013年35卷1期

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《与地震有关的电磁现象及其机理 和观测研究专辑》前言
马钦忠
2013, 35(1): 1-3. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.001
[摘要](49) [HTML全文] (22) [PDF 363KB](1)
摘要:
汶川MS8.0地震前成都台NE测线 地电阻率异常的进一步研究
钱家栋, 马钦忠, 李劭秾
2013, 35(1): 4-17. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.002
[摘要](55) [HTML全文] (25) [PDF 1570KB](3)
摘要:
汶川MS8.0地震前, 位于震源区内的成都台NE测线地电阻率显示了数年大幅度趋势下降异常, 其年变化甚至严重畸变到消失的程度, 它和多年来我国7级以上大地震记录到的异常形态有极大的相似性, 被认为是最清晰的异常之一. 然而, 长期的观测表明, 成都台NE测线地电阻率与测区潜水水位年变化呈正相关. 因此, 关注异常发展过程中测区水位变化, 成为汶川MS8.0地震震例地电阻率异常科学总结的重要课题之一. 本文通过对成都台建台以来NE测线地电阻率的全程分析, 确认与汶川MS8.0地震有关的地电阻率异常变化属于全程变化的第三阶段(1999—2008年). 分析了第三阶段同步观测的地下水位数据, 并进行了地电阻率和地下水位趋势变化的综合分析. 最终确认与汶川MS8.0地震有关的地电阻率异常经历了前、 后两个时段: 前期2004年2月—2006年2月, 小幅趋势上升, 幅度约为1.9%; 后期2006年2月—2008年2月, 趋势下降, 幅度达-6.8%, 如此大幅度快速下降现象, 是成都台建台30多年来从未见到的. 基于前人开展的试验工作的启示, 推测与此下降相应的测区底层(h>96.6 m)介质电阻率减小量可达22.3%左右. 其量级之大, 须用承载标本试验中岩石破裂前微裂隙广泛发育和排列趋同化导致的地电阻率变化来解释, 由于成都台位于汶川地震震源区内的特殊位置, 可以作为汶川地震孕震物理过程研究中的重要约束条件之一.
汶川MS8.0地震前区域性 地电阻率异常初步研究
朱涛
2013, 35(1): 18-25. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.003
[摘要](59) [HTML全文] (28) [PDF 2222KB](4)
摘要:
对汶川MS8.0地震震中周围17个台站的地电阻率观测资料进行了处理. 以2007年的地电阻率观测数据为背景值, 计算出每一个台站NS和EW 两个测向2008年的地电阻率月均值相对变化的绝对值, 然后选择较大的值作为当月的相对变化值. 最终获得了汶川地震前5个月的地电阻率异常变化图像. 结果表明, 随着发震时间的临近, 地电阻率异常分布的范围逐渐缩小, 并最终集中分布在汶川地震震中附近; 在临近发震时间(2008年3, 4月), 地电阻率异常分布的长轴方向与汶川MS8.0地震的破裂方向、 龙门山断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直, 而与其震源机制解的主压应力轴方向基本一致.
小波变换在地电场数据分析中的应用
李伟, 马钦忠, 宋志平, 王冠玥
2013, 35(1): 26-35. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.004
[摘要](52) [HTML全文] (19) [PDF 2957KB](3)
摘要:
随着城镇化发展的加快, 上海的地电场观测受到来自周围环境噪声的影响日益严重, 这些噪声干扰对于地震前兆异常的分析判断带来很多不确定性. 本文主要探讨通过小波变换方法来分解地电场观测原始信号, 分析环境噪声对原始观测数据的影响强度. 利用异常信号的小波模值对比分析了滤波结果, 并通过绘制极化方位图检验了该方法在实际运用中的效果. 结果表明: 数字滤波方法能很好地去除日常干扰所带来的背景噪声, 对于重构的地电场信号, 也能较好地反映其原始信号变化特征; 滤波后的自然电场异常信号保留了原始信号中主要的变化特征, 并能反映其原始变化规律; 重构的地电场信号能够突出信号中异常信号极化方位角, 使极化方位收敛有利于实际运用.
地电场水文地质因素及裂隙水 主体渗流方向逐日计算
谭大诚, 席继楼, 张慧, 王兰炜, 范莹莹, 安海静
2013, 35(1): 36-49. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.005
[摘要](59) [HTML全文] (22) [PDF 2308KB](3)
摘要:
2007年西昌和天祝地电场观测台阵建立, 随后两年西昌台阵地电场的TGF-A波形明显, 天祝台阵则以TGF-B波形出现. 台阵内各台站间地电场相关性高, 这受地电场潮汐机理的支持; 不同台站或同一台站的不同方向地电场潮汐波峰谷值差异明显, 地电场潮汐机理和场地水文地质资料表明, 这主要与岩石、 裂隙度、 裂隙优势走向、 含水度、 透水率、 水矿化度和裂隙水压力差等因素相关. 潮汐电信号形成于裂隙水或水中电荷周期性移动, 电荷被岩壁吸附或脱离产生噪声, 该信噪比在同一台阵内基本相同, 信噪比值与潮汐电信号产生过程和场地电磁背景关系密切. 应用地电场潮汐谐波振幅计算裂隙水主体渗流方向, 结果与应用潮汐波峰谷值法基本一致, 这消除了峰谷值法取值的偶然误差. 2008年汶川MS8.0地震前, 两台阵内都存在场地裂隙水主体渗流方向的短临变异现象, 西昌台阵这种变异更明显.
昌黎台地震前地电场异常特征分析
郭建芳, 马钦忠, 佟鑫, 周剑青, 薛志芳, 胡秀娟
2013, 35(1): 50-60. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.006
[摘要](49) [HTML全文] (21) [PDF 2810KB](2)
摘要:
通过对昌黎台地电场2002—2010年资料整理分析, 利用多极距去噪声观测原理在排除了大量噪声后提取到了7组异常信号, 其中两组连续两天出现. 这些异常信号对应了6次距昌黎台400 km范围内发生的ML>4.0地震, 异常出现时间一般在发震前约32天以内, 说明这些异常是地震电信号的可能性较大. 这些异常电信号有以下特征: 每组6个测道异常变化极性相同; 在各个方向上这些地震电信号均匀度较好, 7组信号中每组长、 短极距异常幅度ΔV之差76%在1—2 mV/km左右. 在这7组异常信号中有5组在NE测向上异常幅度最大, 2组在NS测向上异常幅度最大, EW测向上异常幅度一般居中或最小. 昌黎台所记录到的这7组异常地震电信号表明, 异常幅度ΔV与震级M、 震中距r之间可能存在着一定的经验关系, 即M=lg(ΔV·r)+1.5.
汶川MS8.0、 海地MW7.0地震 电磁信号小波能谱分析
解滔, 杜学彬, 刘君, 范莹莹, 安张辉, 陈军营, 谭大诚
2013, 35(1): 61-71. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.007
[摘要](54) [HTML全文] (12) [PDF 1816KB](3)
摘要:
应用小波变换方法处理了2008年汶川MS8.0地震前后成都、 江油台地电阻率观测数据及汶川地震、 2010年海地MW7.0地震前后DEMETER卫星记录的电离层磁场观测数据, 研究了地电阻率和电离层磁场的小波能谱及其相对变化.结果表明: ① 对应汶川大震前成都台N58°E测道地电阻率中期下降变化和短期上升变化的时段, 地电阻率小波能谱相对变化显著增大, 江油台N10°E测道地电阻率在主震前记录到了临震异常, 在临近主震前后, 电离层磁场特别是x分量的能谱及相对变化显著增大, 展现了与汶川大震明显对应的地电阻率、 电离层磁场变化的似同步异常; ② 在海地地震前夕, 电离层磁场x, z分量的能谱也出现了显著增大的现象, 类似于汶川大震前后电离层磁场的能谱增大变化.
基于DEMETER卫星原位等离子体参量的 震前异常提取方法研究及震例分析
刘静, 黄建平, 张学民, 申旭辉
2013, 35(1): 72-83. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.008
[摘要](52) [HTML全文] (12) [PDF 1670KB](4)
摘要:
基于法国DEMETER卫星等离子体分析仪和Langmuir探针观测到的原位等离子体参量, 研究了参量随纬度变化、 空间插值、 空间差值、 滑动中值、 相关性分析等5种异常提取方法, 并将这些方法应用于2006年1月—2010年4月期间国内6.0级以上、 国外部分7.0级以上29次地震的震例分析中. 由于等离子体参量具有一定的相关性, 因此对于震中附近的轨道数据大于等于2个参量出现异常时, 本研究才将其视为震前异常. 通过研究发现, 29次地震中有15次出现电离层原位等离子体参量的震前异常, 异常时间大约为1—7天, 震中东西两个方向均可能出现异常, 但异常区域多偏向磁赤道.
承压介质电阻率变化的方向性 与主应力的关系
陈峰, 马麦宁, 安金珍
2013, 35(1): 84-93. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.009
[摘要](44) [HTML全文] (26) [PDF 1118KB](1)
摘要:
介质电阻率变化的方向性与主应力方向的关系研究一直受到岩石电阻率实验和地震学等学科的关注. 本文在电极面4 cm×8 cm, 6 cm×12 cm, 8 cm×16 cm和4.6 cm×10 cm的10块分别为花岗岩、 凝灰质粗砂岩(夹砾石)和细晶花岗岩标本上及100 cm×100 cm的1块人工合成模型上, 采用对称四极法布设多位置、 多极距、 多方位电阻率测线, 用单轴压缩、 二维约束差应力压缩、 低围压三轴差应力压缩和真三轴差应力压缩方式加载. 其中在单轴压缩和低围压三轴压缩加载方式下, 7块岩石标本中的4块被压破, 3块没有被压破, 只压到电阻率出现明显的下降异常时卸压. 另在上述10块岩石标本中, 还有3块是电阻率原始各向异性标本. 将这样11块标本所获得的多位置、 多极距、 多方位测线电阻率资料, 按从开始加载到破裂的过程, 分成30%附近破裂应力段、 50%附近破裂应力段、 80%附近破裂应力段和100%破裂应力段, 研究同一测点多方位测道中该4个破裂应力段视电阻率变化最大(最小)幅度测线方位与力源最大主压应力方位的关系, 结果未发现二者之间有确定的关系.
全方位自然电场观测方法和观测技术研究
席继楼, 宋艳茹, 胡明朝, 刘超, 徐学恭, 尚先旗
2013, 35(1): 94-107. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.010
[摘要](55) [HTML全文] (21) [PDF 2209KB](2)
摘要:
自然电场是一种物理意义比较明确, 变化(孕震)机理相对明晰的地球物理场, 在矿产资源勘探、 水文地质勘测等领域有着比较广泛的应用, 在地震监测领域也有了多年的探索和实践. 本文在初步研究全方位自然电场观测方法的基础上, 重点分析和讨论了基于全方位自然电场观测技术, 包括一种Pb-PbCl2不极化电极、 多测道高精度数据测量、 网络控制与数据通信等组件和模块的基本原理和技术实现方法, 便携式设计和环境温度适应能力的技术实现途径等, 并对天津市静海地震台的自然电场试验观测系统及观测数据进行了简要介绍和分析讨论. 结果表明: ① 全方位自然电场观测方法能够捕捉到各个方向自然电场及其随时间的变化; ② 自然电场观测技术系统能够配合全方位自然电场观测方法, 在360°范围内开展自然电场及其随时间变化的动态变化测量, 具有较高的观测精度、 较强的抗干扰能力和观测环境适应能力; ③ 天津市静海地震台的试验观测系统记录到了可能与周边水系的季节性变化有关的自然电场全方位变化.
基于DDS技术的电磁扰动 观测系统检查装置
张世中, 石航, 王兰炜, 胡哲, 刘大鹏, 魏连生, 鞠永
2013, 35(1): 108-116. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.011
[摘要](44) [HTML全文] (24) [PDF 2355KB](1)
摘要:
电磁扰动方法作为捕捉地震短临异常的较好方法之一, 受到国内外地震学家的广泛重视. 在没有电磁事件时, 观测仪器记录到的是没有规则的背景电磁场, 无法确定观测系统运作是否正常. 本文按照《地震地电观测方法电磁扰动观测》(DB/T35-2009)标准要求, 研发了基于直接数字合成(DDS)技术的电磁扰动观测系统检查装置, 目前已成功应用到了观测台站. 台站每月定期启动检查装置, 确定电磁扰动观测系统日常工作是否正常; 在记录到一些异常事件后, 也可以及时启动检查装置, 为判别异常事件提供技术支持.
地电台站受城市轨道交通干扰的 测试分析与抗干扰措施研究
张世中, 石航, 王兰炜, 胡哲, 刘大鹏, 魏连生, 鞠永
2013, 35(1): 117-124. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.012
[摘要](50) [HTML全文] (19) [PDF 1541KB](1)
摘要:
地电阻率观测是地震前兆观测的重要手段之一. 从唐山地震、 松潘地震、 澜沧-耿马地震到2008年的汶川大地震, 震前地电阻率都观测到明显的异常. 但随着国民经济的快速发展, 地电阻率的观测环境受到各种干扰, 其中采用直流牵引技术的城市轨道交通干扰尤为严重, 致使一些地电阻率观测台站的观测数据无法满足规范要求, 部分台站因此被迫搬迁. 本文通过对部分受城市轨道交通干扰比较严重的台站进行测试分析, 对现有观测系统的抗干扰能力进行了分析, 提出了一些抗干扰措施, 为进一步提升地电阻率观测质量做了技术铺垫.
最新国际地磁参考场模型IGRF11研究
刘元元, 王仕成, 张金生, 郑玉航, 乔玉坤
2013, 35(1): 125-134. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.013
[摘要](50) [HTML全文] (22) [PDF 837KB](5)
摘要:
详细阐述了国际地磁参考场模型IGRF11的建模原理、 数据来源、 球谐系数及误差来源等. 以NOAA/NGDC候选地磁场模型为例, 分析了数据的选取原则和校正方法. 在MATLAB环境下, 研制了该模型的可视化软件, 为制备地磁仿真基准图提供了最有可能和最为便捷的途径, 能有效使用国际公开数据, 减少外场地磁实测工作量和成本, 对地磁导航工程化具有重要的价值. 对模型检验值和实测值与模型计算值进行比较, 结果表明, 软件计算结果是正确的、 可靠的; 对IGRF11与WMM2010模型的异同点进行比较, 结果表明, WMM2010的模型精度要高于IGRF11, 具有更为广阔的适用范围. 最后, 从模型长期变化估算角度入手, 分析了引起IGRF11模型计算精度低的原因.
全球大震和中国及邻区中强震地震活动(2012年9—10月)
陈培善
2013, 35(1): 135-136. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.01.014
[摘要](38) [HTML全文] (19) [PDF 218KB](1)
摘要:
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