磁暴急始传递函数的初步分析

本文利用1979—1983年我国地磁台站磁暴急始资料,逐年计算了△Z/△H及传递函数a、b。结果表明,位于我国东部(佘山除外)台站的△Z/△H及a值,绝大多数在0.10之内。中部台站△Z/△H及a值较高,约在0.13—0.21范围内,其中兰州最大,银川次之,佘山、西安、成都为负值,数值也较大。各台的△Z/△H及a值未见明显趋势性变化,b值逐年变化起伏较大,无明显规律性。     

昌黎地磁台地磁变化异常初探

根据磁暴报告，得出昌黎地磁台与同一纬度各台垂直分量△Z的最大幅度差值从几nT到60多nT的差异，初步探讨了昌黎地磁台及其地域地磁变化异常现象。     

CHAOS-6模型描述的中国地区地磁长期变化及误差分析

根据CHAOS-6模型,计算了2015年中国地区28个地磁台站的地磁年度变化以及2008.0—2016.5年成都、格尔木、兰州、泰安和通海5个地磁台站的地磁长期变化。分析比较了地磁台站实际观测值与CHAOS-6模型计算值之间的差异,得到两者差值的均值及均方误差。结果表明:CHAOS-6模型描述的中国地区地磁长期变化与地磁台站实际观测的地磁长期变化趋势基本一致,但存在一定的差异,28个台站的磁偏角(D)、磁倾角(I)、地磁总强度(F)、北向分量(X)、东向分量(Y)、水平分量(H)、垂直分量(Z)差值的均值和均方误差的平均值分别为-0.9'/1.7',-29.3'/0.8',-116.3 nT/10.2 nT,264.7 nT/13.6 nT,-27.7 nT/15.0 nT,265.2 nT/13.7 nT,-356.9 nT/8.0 nT。因此,在使用CHAOS-6模型研究中国地区区域问题时,应充分考虑模型的误差大小。     

感应式磁力仪磁暴数据分析

本文对子午工程感应式磁力仪(SCM)与传统磁通门磁力仪(GM4)记录的磁暴基本特征进行对比分析,GM4记录的波形不论在磁场平静时还是在磁暴时,各个台站波形相关性很高,GM4记录到完整的磁暴变化形态,SCM记录的磁暴非常规磁暴变化形态.SCM在磁场平静时波形相关性很低,磁暴时各个台站波形相关性很高,可能是由于SCM分辨率较高,磁场平静时记录到更多的台站背景噪声.GM4和SCM磁暴时,Z分量急始方向都向上,且各个台站一致,GM4的H水平分量急始方向向上,而SCM的X分量急始方向朝下,这是因为GM4的H分量探头朝向地磁北极,而SCM探头方向朝向地理北极.磁暴时,GM4的H差分结果与SCM的X分量数据相关性很高,GM4的Z分量与SCM的Z分量差分结果相关性并不高,这可能是因为:(1)磁暴时H水平分量或者X分量表现比较明显,而Z分量虽然有变化,但是变化不如H分量剧烈,(2)GM4的三分量探头集成在一个探头盒中,且有水平泡等保证水平,正交性较好,而SCM的Z分量安装时是安装在一个垂直的坑中,而三分量是否严格正交没有经过检验,可能由于安装方法存在误差,造成GM4的Z分量差分结果与SCM相关性不高.     

中国(大陆地区)中低纬度台站磁暴的初步统计分析

本文利用中国境內(大陆地区)7个地磁台1979年—1982年的磁暴资料进行了初步统计分析,结果表明:这些中低纬度台站在太阳活动峰年期间所观测到的磁暴,急始型磁暴的出现频次比缓始型磁暴的高,△H为100—200γ幅度的磁暴最多。磁暴的周日时间发生的频次,出现率是在午夜到凌晨时段稍高于其它时间。磁暴发生的频次具有季节的变化。各台磁暴的变幅随着磁纬度的不同而有所差异。     

唐山地震前后地磁短周期变化的分析

本文收集了1973—1977年北京、红山、昌黎、青光地磁台2206个急始型与湾扰型的短周期变化事件,以及80个磁暴的资料。在周期与视周期为1分钟至24小时的频率域内,分析了各台△Z/△H 及其随周期的变化,以及 Wiese 矢量的变化,比较了各台地磁短周期变化的 H、Z、D 分量相对于红山台的变化。分析结果表明:(1)在唐山震区周围的渤海地区确实存在地磁短周期变化异常,其空间分布与频率特性相当稳定,似乎不受唐山地震的影响。(2)从各台结果的分析比较中发现,只有昌黎台地磁短周期变化持续时间为1—5分钟的(?)在唐山地震前后存在明显差异。唐山地震前,昌黎台的 Wiese 矢量及其偏差矢量的变化较大,可能反映了在唐山地震孕育过程中地下电导率的变异,上述昌黎台地震前后1—5分钟(?)的显著差异,也许与地震前后地下电导率变异有关。综合考虑异常的时空特性、频率范围与唐山地震的关系,上述差异性可能是唐山地震短周期地磁效应的反映。     

地磁场水平梯度及高空地磁场的计算与分析

本文以2000.0年中国地区的实测数据为例,首先利用5阶Taylor多项式方法建立了各分量的地磁模型,接着对模型中各分量的纬度和经度进行微分,计算得到各分量的水平梯度值,并绘制了相应分量沿南北方向和东西方向的水平梯度分布图,最后通过Zmuda多项式方法,基于地面模型值以及水平梯度值计算了高空(100 km)的各分量磁场值,并分析了水平梯度分布规律以及各分量随垂直高度的变化.结果表明:地磁场北向分量X、垂直分量Z、总强度F和磁倾角Ⅰ分量的水平梯度主要随纬度变化,其中X、Z和F分量随纬度减少而梯度降低,东向分量y和磁偏角D分量的水平梯度不仅随纬度变化,而且随经度变化,F分量的南北向梯度值在我国中心地区最大.在垂直方向,X、Z和F分量的强度分别随高度的上升而近似线性减小,在100 km高度处,强度变化平均值分别为-4.629 nT/km、-15.368 nT/ km和-16.226 nT/km,y分量强度随高度上升而呈近似线性增加,其平均变化值为0.166 nT/km,而D和Ⅰ分量基本不发生变化.     

地震前后地磁短周期异常变化的再研究

一、引言我们曾研究过短期地磁扰动△Z/△H在唐山地震和隆尧地震前后的异常变化。现在进一步研究包括菏泽5.9级地震在内的华北三次地震前后地磁短周期转换函数随时间变化情况,以便更广泛地考察不同地区和不同类型地震之前异常变化特征。地磁短周期是指磁暴急始、瞬时扰动及湾扰等,这些磁扰的幅度在三个分量Z、H、D之间有如下经验关系:     

中国及邻近地区地磁长期变化分析

利用2010.0—2016.0年中国国际地磁交换台站和中国邻近地区共14个地磁台站的X,Y,Z分量观测数据,结合世界资料中心发布的静扰日数据,计算了台站十日静日午夜均值,并进行三次多项式拟合,得到X,Y,Z分量的长期变化和年变率。同时,利用CHAOS-6和IGRF-12模型计算了2010.0—2016.0年F分量的长期变化,分别得到了CHAOS-6及IGRF-12模型计算值与台站观测值的差值。结果表明:同一地区的台站X,Y,Z分量变化趋势基本一致;Z分量的平均年变率与X,Y分量相比偏大;CHAOS-6和IGRF-12模型描述的F分量的长期变化与台站观测值之间的差值的绝对值分别为4.8～253.7 nT和0.9～420.0 nT。产生上述误差的原因主要是CHAOS-6和IGRF-12模型是描述全球地磁场的模型,而地磁场及其长期变化具有显著的区域特征和局部特征。     

2013年岷县—漳县6.6级地震前地磁日变化异常及机理分析

利用空间相关法对2013年岷县—漳县6.6级地震前后151个台站地磁垂直分量日变化进行分析,结果显示:(1)2013年7月3日、4日在震中附近分别出现16和17个台站的地磁Z分量日变化明显反相位异常,具有明显的分界线。(2)利用S变换方法对分界线两侧的天水和兰州台的Z分量日变化进行分频率相关系数计算,发现7月3日、4日的地磁Z分量的日变化均在6 h左右的周期出现负相关变化。其他时段未出现类似变化,认为岷县—漳县6.6级地震前地磁Z分量日变化异常产生的反相位异常主要在6 h左右。此外,还对异常产生的机理进行了解释。     

葛洲坝-南桥直流输电线路对地磁台的影响

从20世纪80年代后期开始,佘山地震台的垂直分量Z受到类似突跳的电磁干扰,最大可达十几个nT,干扰持续时间没有规律,少则几小时,多则几天,经查,干扰来自葛洲坝-南桥直流输电系统,且影响范围广泛,佘山地震台只是其中一个台站。因此,有必要对此进行研究,弄清其干扰机制,探讨采用计算的方法以确定其干扰幅值的可能性。     

兰州-西安-郑州电导率异常带

根据磁暴急始和湾扰变化,发现沿兰州——西安——郑州有一条垂直分量接近于零的过渡带,反映其下存在一条电导率异常带或高导带,本文称之为兰州——西安——郑州电导率异常带.考察沿线的地质和地球物理特征表明,异常带处于特定的构造、地震和地热环境中,推测沿异常带是一地壳软弱带或次板块边界,还推测地磁异常可能与电流通道效应有关.      

中低纬度地区磁暴频谱特性及其与唐山地震的关系

本文对北京、青光、昌黎、广州、佘山、武昌、长春等7个地磁台1973——1977五年期间80个磁暴的振幅谱进行了分析和对比,得到中低纬度地区磁暴频谱的一般特性.结果表明:①7个台磁暴频谱的变化趋势同步;②在周期0.5——6.8小时的频率范围内,振幅谱的斜率 b 值相当稳定,反映了在此频段内磁暴能量具有恒定的分配因子;③广州、佘山、武昌、长春四台振幅谱截矩 a 的年均值相当稳定,而距唐山震区较近的北京、青光、昌黎三台 a 的年均值均有不同程度的显著变化.这可能与1976年7月28日强烈的唐山地震有关.      

唐山地震前磁场长期变的局部异常

利用我国及邻近地区(北纬25°—55°,东经105°—145°)14个台站1969—1978年地磁总场强度 T 和垂直分量 Z 绝对观测的年均值时序曲线,经平滑后求得各台逐年的年变率,在空间模式的基础上进而求得 T、Z 年变率随经度、纬度和时间的二次时空分布模式。以此为地磁长期变的时间—空间参考场,审核了昌黎、宝坻、青光、北京和红山五个台站及10个测点截至1978年底绝对测量资料。发现昌黎台地磁垂直分量 Z 自1973年起至1976年系统偏离由参考场计算的拟合曲线,1975年偏差达最大值,幅值为 10r,1976年大震后至1978年底实测值与拟合曲线相当吻合;位于唐山极震区的唐山测点 Z,在1975—1976年系统偏离拟合曲线-12r;位于唐山余震 M_s=6.9震中附近的宁河测点 T 与拟合曲线系统偏差 8r,此测点位于蓟运河断裂之东侧;断裂西侧的东堤头测点T 的系统偏差为-1Or。Z、T 二分量总的异常展布范围与震源区基本相符。距震中位置较远的台站和测点未有超出2σ的偏差。实测值相对于拟合曲线的系统偏离可能是唐山地震的震磁效应。     

用我国地磁资料对磁层大尺度扰动之赤道电急流效应的初步分析

本文利用我国琼中、广州、泉州三站1982-1983年地磁Z分量资料,对磁暴主相发展及恢复相初期的赤道电急流变化进行了研究。形态分析、周期叠加和相关分析均表明,不论在何地方时,对应环电流的发展有△Z的负扰（附加东向电急流）;而D_st开始回升则有△Z的正扰（附加西向电急流）。该变化之大小可能受地方时的调制。方差分析、x²-分析等统计检验也认证了上述变化。文中还对△Z正、负扰与极区电急流及极尖区位置的高、低纬向移动进行了讨论。本文结果表明,分析扰日赤道电急流变化应区分磁暴的不同阶段,即区分电动耦合和动力耦合效应。今后应采用大范围台站网资料,进一步得出有关电流系的图象。     

基于空间加权法的地磁数据重构精度与D_(st)指数的关系

为了研究磁场活动水平对地磁重构数据的影响,以云南省内11个地磁台站地磁记录分数据为研究对象,利用空间加权法进行数据重构,并分析Dst指数与重构数据精度之间的关系。结果表明,Dst指数绝对值与地磁数据重构精度呈明显负相关,即Dst指数绝对值越大,数据重构精度越低。当D_(st)-30时,D分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.05′的比例为97.1%, H、Z分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.5 nT的比例分别为97.1%、97.9%,重构精度较高。当弱磁暴、中等磁暴发生时,D、H、Z三分量重构数据与原始数据的绝对残差值随Dst指数绝对值的增大而增大,重构精度减小。本研究成果可为因观测异常或记录缺失的地磁数据重构提供参考。     

IGRF-11描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化及其误差分析

第11代国际地磁参考场(IGRF-11)是国际地磁学与高空物理学联合会(IAGA)于2009年12月提出的最新与比较准确的IGRF.根据IGRF-11模型,计算了2005-2010年中国地区地磁长期变化(SVC).IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化与实际观测的地磁长期变化(SVO)是基本一致的,但亦有明显差异.分析比较了在中国地区34个台站上的SVO与SVC之间的差异,并得到了它们之间的差值及其均方误差σ,对于地磁偏角和倾角,σ分别为0.35′/a与0.53′/a;对于地磁总强度、水平分量、北向分量、东向分量与垂直分量,σ分别为5.12nT/a,8.91nT/a,8.89nT/a,3.27nT/a与3.59nT/a.引起IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化的误差原因是:中国地区的区域性与局部性的磁异常、IGRF忽略了外源场与IGRF模型的截断阶数、全球台站与测点的分布不均匀、地磁观测误差等因素.由于中国地磁模型(CGM)优于IGRF模型,并能比较准确地描述中国地区地磁场及其长期变化,故在实际应用中应选用CGM.     

新疆地磁台磁暴特征分析

统计新疆各地磁台自2009～2016年间的磁暴,对磁暴的起止时间、水平分量H、总场F初相幅度以及各分量的最大变化幅度进行对比分析。结果发现,约50%磁暴发生在劳埃德季节的E季节。磁暴发生时,不论是水平分量H、磁场强度的初相幅度,还是水平分量H、磁偏角D、垂直分量Z最大变化幅度均受纬度控制。赤道环电流体系在喀什地磁台影响较强,在喀什至乌什之间,影响迅速减弱;而在乌什、乌鲁木齐、温泉、克拉玛依之间,赤道环电流体系的强度减弱比较缓慢。     

佘山地磁台百年磁暴（二）——极大磁暴分析

本文是佘山地磁台百年磁暴的第二部分,对其极大磁暴（主相ΔH≥400 nT）进行分析.通过与其他三组由不同地磁活动指数定义的极大磁暴对比,表明佘山台用主相幅度差对极大磁暴的定义与之基本相符.同时结合几个典型磁暴,对磁暴与太阳风、行星际磁场和电离层之间的关系进行了讨论.     

地磁Z分量日变化特征

利用昌黎、红山等台站的地磁Z分量日变资料,分析了磁静日幅度、磁扰日幅度和磁静日低点时间的年变化与长期变化,结果年变化和长期变化都非常明显。磁静日幅度的长期变化量可达14～15nT;磁静日低点时间的年变化,提前区与滞后区低点时间最大可相差42min。而低点时间的长期变幅度化幅度一般50min左右,且长期变化量由西向东有逐渐减小趋势,最大与最小两台时差可达21min。长期变幅最小的2个台为文安和昌黎,可能与海水影响有关。