新沂台和马陵山台地电场日变化及潮汐响应初步分析

基于江苏省新沂台和山东省马陵山台同(近)场地观测的地磁场、地电场和分量应变观测数据,详细分析了两台站地电场日变化的波形、变幅、相位和优势周期成分以及日变幅的季节效应和台址电性条件对其的影响,并在此基础上分析了地电场日变化的机理.结果显示:① 两台站地电场日变化主要为两次起伏变化,主相起伏集中在当地午前午后时段,且起伏波形与磁场日变化的起伏波形大致相同,存在相位差,但主相起伏时段与磁场对时间的偏导曲线上的日变化起伏时段大致对应;地电场变化与磁场正交分量的变化显著相关,且与同方向的分量应变显著相关;地电场日变化波形与分量应变日变波形有很大差异;② 两台站地电场、地磁场日变化的优势周期为12 h,8 h,24 h,最显著周期为12 h,其中12 h和24 h周期成分是应变分量的优势周期;③ 两台站同方向地电场日变化的波形高度相似,但同台正交分量之间的日变幅有方向性差异;朔望月时段的日变幅大于上下弦月时段,日变幅有夏季大于冬季的季节效应;台址电导率越低,日变幅越大.地电场日变化既表现为广域性特征,又表现为局部性特征.地电场日变化机理分析认为,地电场日变化是由月日潮汐力和太阳风引起的电离层活动所导致,同时还受到季节、台址电性条件等多因素的影响.      

电磁卫星地面对比观测原型系统地电场观测资料特征分析

通过对电磁监测试验卫星地面对比观测原型系统中古丰、寺滩和坪城地电场观测数据特征研究,结果表明：（1）3个台站的地电场观测数据均具有较为明显的正常日变化形态;（2）在磁暴发生期间,地电场各测向均记录到了同步的地电暴变化,其最大变幅均明显高于正常日变;（3）寺滩地电场记录到临震前的数据异常现象,在时间和空间上都与地震事件吻合较好。     

吉林地区地电场变化特征分析研究

本文在初步介绍了吉林地区地电场观测台网基本概况的基础上, 对该区域记录到的地电场的基本变化特征进行了统计分析。 研究表明: ① 绝大部分台站记录到了比较典型的地电场静日变化, 主要表现为“峰—谷—峰”形态, 该变化形态在时间上具有同步性; ② 所有台站均记录到了比较明显的地电暴同步变化, 呈近似南北分布的几个台站记录到了微弱磁扰的同步变化; ③ 地电场日变化幅度呈现比较明显的年变化规律, 不同台站的地电场日变化幅度具有一定的差异性; ④ 正常工作状态下, 各个台站之间同测向观测数据具有比较好的相关性。     

甘肃大地电场的变化特征分析

对甘肃省平凉、松山、古丰、山丹、高台、嘉峪关、瓜州7个台站的地电场分钟值、小时值的日变特征进行了对比,对2012年3月地电场小时值进行了频谱分析,同时结合地磁场H分量、分量应变(固体潮)进行了对比分析。结果表明:1地电场静日的日变化都很明显,呈明显"双峰"和"单谷"形态,并且NS向与EW向变化形态基本相同;各台站同测向及相互之间的自相关系数基本在0.85;不同台站之间同测向的相关系数多数在0.75以上;这是地磁场H分量与固体潮共同影响的结果。2通过频谱分析各台站的优势周期主要以12h和8h为主,但存在差异性,谱值最大相差20倍。3各台站的日变幅也不尽相同,其中,差异性主要表现为与地磁场和固体潮影响量的差异性,并与台站的位置、地质构造、电性结构、浅层电阻率等有很大关系。     

山西大地电场观测概述

对山西5个地震台站记录到的大地电场观测数据从日变化特征、数据相关性、地电湾扰等方面进行分析,结果表明,在观测系统、环境正常的情况下,代县、临汾、夏县台观测曲线有明显的日变化,其形态与地磁日变相似;各台站同测向数据均有较高的相关系数;代县、临汾、夏县能记录到地电湾扰变化,且临汾、夏县台记录的湾扰变化形态呈明显相似性特征.     

山西地震台站地电场变化特征及映震能力初探

从地质构造、日变形态、数据内在质量、干扰、映震能力方面对山西5个地电场台站进行综合分析,结果表明,山西5个地电场台站电场数据普遍受到雨雪、雷电、电磁暴的干扰,部分台站还受大风、农田灌溉干扰;多数台站数据表现为弱日变,与电极的稳定性、背景噪声、地下电性结构、季节有密切关系;各地电场台站自观测以来映震能力普遍不好.     

江苏地区地电场变化特征与差异性分析

处理、分析了江苏省4个台的地电场日变化资料,结合地磁场水平分量H、线应变理论固体潮,研究了地电场日变化特征和差异,得到：（1）4个台地电场日变化明显,主要以12小时的半日波成分最强,8小时周期和全日波成分次之;（2）地电场日变化存在地磁场和固体潮影响。靠近海边及湖泊的台站,受固体潮的影响较为明显,各方向还具有明显的固体潮半月波,但没有像固体潮一样大小的波;而远离江、海、湖的一些台站观测到的地电场日变与地磁水平分量比较相关,其差异性与台站的位置、电性结构有关系。     

四川芦山MS7.0和汶川MS8.0地震前地电场变化研究

应用四川芦山M_S7.0和汶川M_S8.0震中周围部分地电场观测台站的资料,主要利用地电场波形比较和极化方位变化两种方法,并结合观测台站的工作日志,对两次地震前地电场观测资料进行了分析研究,并得出:芦山M_S7.0和汶川M_S8.0地震前部分台站地电场波形出现变异现象,主要表现为两种形式:日变波形的畸变(如盐源台和泸沽湖台)和相应时段地电场频谱特性出现变化,这些变异基本上出现在震前1~2个月内;利用两次地震前地电场观测的日均值计算了部分观测台站的地电场极化方位,发现在震前地电场的极化方位出现了大幅变化,最大变化幅度达160°,最小变化幅度也有10°;初步研究还发现,两次地震前夕,震中周围部分台站极化方位的正向或反向延长线,相汇集的区域与地震的震中有一定联系;对于研究所得结果,从地震电信号的产生机制和震源特性方面进行了尝试性理论解释.     

2019年长宁MS6.0地震邻区分钟采样地电场分析

2019年6月17日四川宜宾市长宁县发生M_S6.0地震, 分析震中周边600 km内7个地电场台站观测分钟值数据, 获知震前2个月左右红格等6个台站地电场均存在不同方位之间、 同方位长短极距之间的相关系数持续降低, 6月17日这些相关系数基本降至最低, 反映出这6个场地的地电场在此次地震前后发生了非均匀变化; 同时, 这6个台站的地电场优势方位角出现了约45°或90°跃变, 并伴有显著发散或收窄现象。分析表明长宁M_S6.0地震前后, 这6个场地的多种地电场异常现象具有局部场地效应、 时间准同步性。     

黑龙江省大地电场观测数据的分析与应用

首先对黑龙江省7个大地电场观测台站的概况进行了简单的介绍,然后评估了大地电场观测数据的效能,分析了大地电场观测的日变化特征和干扰因素以及大地电场的正常场和异常信息。结果表明,典型的干扰主要有降雨、共用电极和地磁暴,其中大磁暴干扰一般会出现在高频信号中并破坏正常的日变形态,其主要表现为多个台站同时出现异常信号。在观测系统和环境因素正常的情况下,只有绥化台、德都台、肇东台、通河台、林甸台、望奎台的大地电场观测曲线有明显的日变化形态,其与地磁日变化形态相似,而密山台由于受到严重的干扰,大地电场观测曲线没有出现较好的日变形态。另外,笔者对一些可能与地震相关的异常现象进行了初步的分析探讨。     

甘肃嘉峪关、瓜州地电场日变化与地电暴差异机理分析

通过甘肃省嘉峪关台地磁场观测资料,研究嘉峪关台、瓜州台磁静日地电场日变化的时频特征波;由地电场分钟值观测数据的时序叠加残差方法,研究嘉峪关、瓜州山的地电暴变化。结果表明:(1)两台地电场静日变化以两次起伏变化为主,无相位差,但两台之间日变幅差异较大;(2)地电场分量变化与地磁场正交分量变化显著相关;地电场与地磁场日变波形不同,极值时间有差异。2个台存在很明显的高频成分,在去除了高频变化后,其优势周期也相同,从大到小依次为12 h、8 h、24 h。地磁场H分量因存在磁暴影响,故高频变化较多,在去除了磁暴影响后,其优势周期从大到小依次为24 h、12 h、8 h;(3)当电磁暴扰动剧烈时,两台可以较清晰地记录到地电暴的完整变化。在发生电磁暴时,地电场与地磁场的相关性明显降低,且不同台、不同测向之间的变化幅度也不尽相同。两台东分量E_Y暴日的日变幅较静日明显增大,磁暴期间Y分量变化率与地电场东分量E_Y观测数据显著相关,由此说明:两台日变幅的不同与台站台址电导率有关,太阳风引起的电离层活动是引起了地电场日变化主因。引起电暴的原因可能不同于引起日变化的原因,主要是两台之间及不同测向之间的浅、深层电阻率和地质构造等诸多因素的结果。     

Diurnal characteristics of geoelectric fields and their changes associated with the Alxa Zuoqi M_S5.8 earthquake on 15 April 2015(Inner Mongolia)

In China, efforts are being made to monitor geoelectric fields through a large network of stations deployed and managed by the China Earthquake Administration. The diurnal variations in the geoelectric field waveforms were similar in the quiet magnetic periods when K5(generally, K3 indicates a quiet time). The arrival time points of the maxima in the geoelectric field waveforms exhibited differences in local time related to geographic longitude. The amplitude of diurnal variation was several to 16.6 mV/km and decreased with increasing latitude. Further,the amplitude of diurnal variation, which was related to seasonal changes, was larger in summer and autumn than in spring and winter. The periods of diurnal changes during quiet days were 24, 12, 8, 6, 4 hours and several minutes over large areas. Finally, the observed diurnal variations in geoelectric field prior to the Alxa Zuoqi M_S5.8 earthquake on 15 April 2015 were studied, and pronounced changes in the spectral values of the geoelectric fields were found to be associated with the Alxa Zuoqi earthquake in Inner Mongolia.     

地电场水文地质因素及裂隙水 主体渗流方向逐日计算

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M_S8.0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.      

中国大陆地电场日变化特征及影响因素

作为地电场最重要的背景变化组成成分之一,地电场日变化普遍存在。本文选取中国大陆10个地电场台站观测数据,应用时序迭加和谐波分析方法,研究地电场日变化的时间域和空间域基本特征。地电场日变化大多呈现"两峰一谷"或"两谷一峰"的变化特征,日变化特征一年四季基本相同,但是幅度、相位略有差异。此外,利用地磁、地貌、电性结构等资料,对地电场日变化的复杂性及与空间电磁活动、地下电性结构及潮汐相关性进行分析,认为地电场日变化特征本质是受空间电磁活动和地下介质电性结构、水文、地质等因素共同作用的结果。     

自然电场的区域性变化特征

以场源为分类原则,地电场E由自然电场E_SP和大地电场E_T构成.E_SP起源于地下介质物理、化学作用,通常其变化及稳定性具有明显的局部场地特征;E_T起源于空间电流系和潮汐力,在日变波形、频谱特征上表现出广域性.在形成微观机理方面,E_SP和E_T能够具有部分相同的机理过程.2008—2013年,在南北地震带附近13个代表性场地,多数E_SP不具有清晰的年变波形,其稳定性也受区域、场地、方位、构造活动等因素影响.在这些地区,E_SP较平稳的持续升降、快速跃变、突跳等现象常见,同一主断裂带附近或局部区域内,这些大幅变化的趋势转折点多具有时间同步或准同步性,同一时段数据稳定性可能类似,但形态变化存在场地因素而不具相关性.E_SP较平稳期间,应用潮汐地电场频谱特征计算的裂隙水主体渗流方位α易处于相对稳定状态,而在其剧烈变化期间的α常会明显变化.以潮汐地电场频谱特征逐日计算α值,可能揭示场地裂隙、裂隙水渗流、主压应力的逐日变化信息,进而可解析E_SP、E_T宏观变化的微观机理过程.     

安徽省数字化地电场特征初步研究

本文基于安徽省现有的蒙城和嘉山数字化地电场数据,辅以其他地区一些典型地电场台站的数据,通过日变形态、变幅、相关性和频谱分析等方法对数字化地电场的基本特征进行研究,发现多台地电场变化既具有普遍的相似性又各有差异,体现了地电场的全球性和区域性。     

大地电场变化的频谱特征

处理了中国大陆地区嘉峪关、昌黎、崇明、蒙城、兴济、宝坻和阳原等7个台的地电场观测数据，应用最大熵谱方法研究了大地电场日变化、地电暴等谱成分的特征. 结果表明，大地电场日变化主要是12 h的半日波成分最强, 24~25 h的全日波和8 h周期成分次之； 地电暴是在大尺度空间同步发生的，其谱值高于日变化谱值约2～3个数量级，主要以较长周期成分为主. 这一结果初步解释了大地电场变化的主要谱成分的生成机制.      

Spectrum characteristics of geoelectric field variation

The spectrum characteristics of geoelectric diurnal variation and geoelectric storm have been identified by maximum entropy method, based on geoelectric data from seven stations in the Chinese mainland, including Jiayuguan, Changli and Chongming. The study shows that, in geoelectric diurnal variation, the amplitude of the 12 h semidiurnal wave is the largest, followed in turn by the 24~25 h diurnal wave and the 8 h periodic wave; Geoelectric storm usually occurs in a large-scale space, whose spectrum values are higher than those of geoelectric diurnal variation by 2~3 orders of magnitude. A preliminary interpretation is presented for the generative mechanism of predominant waves in geoelectric field variation.