小波分析在地壳形变资料处理中的应用

小波变换的时频分析和奇异性检测特性 ,使得其在非稳态信号处理中有不可抵挡的优势 ,本文用已知的合成信号对这两个特性进行了分析和说明 .对几次地震前的形变时间序列资料 (定点潮汐形变观测、GPS观测 )作了小波变换 .结果发现 :地震前约 4个月左右 ,震中周围的几个定点形变台站都接收到周期为几天到十几天的异常信号 ;而地震前震中周围的几个GPS观测站均同时接收到周期为 3个月到半年左右的异常信号 ,不同的地震异常出现的时间不一样 .这些同时出现在多个台站或观测站的同频段的异常信号是可能的地震前兆 .     

阿图什6．7级地震近场地倾斜群体异常小波分析

利用小波分析独特的时频分析特性,对1996年阿图什6.7级地震前近场多台地倾斜连续观测资料进行了多尺度分解分析.在地震前震中附近的地倾斜台站几乎都接收到了相同频段的异常信号,周期为几天到十几天,异常信号出现在各个台站的时间也大致相同,主要集中在震前3～5个月,震前异常具有从外围向震中发展且幅度明显增强-向外围扩散-发震的时空演化特征.这些异常可能与1996年阿图什6.7级地震的孕育过程有关.     

1999年轮台5.1级地震近场地倾斜资料异常分析

利用小波分析独特的时—频分析特性,对轮台5,1级地震前近场多台地倾斜连续观测资料进行了多尺度分解,分析结果发现在地震前震中附近的地倾斜台站几乎都接收到了相同频段的异常信号,周期为几天到十几天,异常信号出现在各个台站的时间也大致相同,主要集中在震前3-4个月：震前异常具有从外围向震中发展且幅度明显增强的时空演化特征。分析认为：这些异常可能与1999年轮台5,1级地震的孕育过程有关。     

基于小波分析提取地倾斜异常特征

利用小波分析方法在时间域和频率域具有较高分辨率的特性, 选取db4小波基、 细节6阶为各台站地倾斜整点值数据的研究对象, 建立了小波分析异常提取方法。 利用该方法提取了2011年以来新疆天山中段地区2次6级地震前地倾斜形变异常。 结果表明, 在M_S≥6.0地震前, 震中附近(<300 km)不同台站记录到了相同频段、 周期的异常信号; 异常主要集中在震中150~300 km范围内, 震中附近观测资料异常并不明显; 不同方位台站对地震异常信号的接收时间具有一定指示意义。     

2008年汶川MS8.0地震前定点形变高频异常特征的研究

本文以中国大陆西部定点形变观测资料作为研究对象, 采用S变换和超限率时频分析法对其进行了处理和分析。 研究结果表明: 在2008年汶川M_S8.0地震前, 距离震中600 km范围内的定点形变个别台站观测到高频异常, 异常持续时间较长; 距离震中300 km范围的个别台站临震高频异常非常显著; 并且不同的定点形变观测手段对高频信号的响应不同, 地倾斜测项临震前高频异常形态较地应变测项更为清晰灵敏。 同时S变换和超限率两种方法处理结果具有较好的一致性, 表明本文提取到的高频异常可信度较高。     

汶川8.0级地震前定点形变异常特征

对汶川8.0级地震震中周围800 km范围内近50个定点形变台站资料作小波变换处理,发现从震前3个月开始,30个台站资料处理结果显示有异常出现.距震中200 km以内的台站,其异常信息主要集中在小波分解的细节部分第6层;距震中200-550 km范围内的台站,其异常主要集中在第7层或第8层;距震中550-650 km范围内的台站,其异常主要集中在第8层或第9层.表明异常信息的频率随着各台站距离震中的远近呈现由低到高的特征.     

汶川8.0级地震前定点形变异常特征di

对汶川8.0级地震震中周围800km范围内近50个定点形变台站资料作小波变换处理,发现从震前3个月开始,30个台站资料处理结果显示有异常出现．距震中200km以内的台站,其异常信息主要集中在小波分解的细节部分第6层;距震中200——550km范围内的台站,其异常主要集中在第7层或第8层;距震中550——650km范围内的台站,其异常主要集中在第8层或第9层．表明异常信息的频率随着各台站距离震中的远近呈现由低到高的特征．      

基于小波分析的闽台地区地震形变异常研究

在孕震过程的不同阶段,可能会有长、中、短期前兆异常表现.为揭示闽台地区几次中强地震前不同时期的异常形态,对福建省数字化形变观测资料日均值、整点值和分钟值时序数据进行小波分析,结果发现:在强震前2～3年出现周期2年左右的异常信号;在中强地崖前2～5个月出现周期1个月左右的异常信号;在震前几天至十几天则出现周期半小时至1小...     

2003年2月14日石河子M5.4地震地形变异常及其演化分析

分析了新疆石河子M5.4地震前震中250 km范围内定点形变的观测资料,认为从2002年5月到震前,单测项异常随时间起伏,多台异常在时间上连续发展并呈增加趋势,震前20天位于震中附近的台站出现临震突变;异常在空间呈现由西向东、由南向北,逐渐向震中区发展的态势.与1996年沙湾M5.2地震前的形变异常进行比较,认为存在较大的差异.     

崇明与南京台震前地电场变化异常分析

2001年11月3日和12月25日江苏南通地区分别发生了ML3.8和ML4.1的地震群事件. 本文以上海崇明地电场台和南京地电场台ZD9A大地电场仪的观测资料为研究对象，在阐述了多极距地电场观测去噪音原理的基础上, 研究了这两个台站地电场多极距观测系统的资料在震前的异常变化特征. 结果表明: ① 多极距观测去噪音方法是一种很好的识别地电场噪音的方法；② 在震前20天、2天及42天离震中较近的崇明台NS和NE方向上分别接收到了地震电信号, 其持续时间最长的为9天，而较远的南京台出现的异常信号都是噪音信号而非地震电信号；③ 地电场多极距观测系统中公用电极的布极方式是不可取的.      

长周期形变波特征分析

利用一些大地震前观测到的短临和临震地震前兆异常资料,综述了多年来长周期形变波观测事实和研究状况.利用地震前后记录到的典型震例异常图像的特点、形态、量级,多层次分析了长周期形变波的异常持续时间,有效监测范围,主震震级范围,异常形态,周期及传播速度特性.结果表明:长周期形变波异常持续时间多为震前几个小时到6.5天,对应地震...     

基于GPS技术研究新疆巴楚—伽师6.8级地震的地壳形变特征

利用多期流动GPS观测成果及乌什、塔什库尔干GPS站连续观测资料结果,对2003年2月24日巴楚-伽师6.8级地震前后的地壳形变特征进行了讨论.认为震前震中附近各点以15～20 mm左右的速率向NNW或NNE方向运动并在震中及邻近地区产生高剪应变值集中区,震后震中附近各点运动速率却减为几毫米;震前出现的高剪应变值集中区震后消失.同时乌什、塔什库尔干GPS连续观测站时间序列在震前2～3月也表现出大幅度突跳.     

芦山MS7.0地震前的电磁异常信号

对南北地震带18个地电场及电磁扰动观测台站进行了跟踪与研究, 2013年4月20日四川芦山M_S7.0地震前只有其中5个台站观测到了异常电磁信号. 研究表明, 地震前的这些异常信号时空分布非常不均匀. 在时间上表现出震前电磁异常信号在出现的台站上不是同步的, 且随着时间的推移有向震中方向迁移的趋势; 在空间上体现在成都以北的台站都没有记录到震前电磁异常信号, 主要出现在成都及其以南的一些台站. 芦山M_S7.0地震前地震电磁信号出现的最早时间是震前21天, 其次是震前16天; 临震时间则为震前5天、 4天和1天. 通过接地极注入地下的大电流以及以往的震例分析, 认为仙女山台是又一个比较突出的电磁信号观测的敏感点.      

芦山M_S7.0与岷县漳县M_S6.6地震前电磁扰动异常变化

应用四川芦山MS7.0和甘肃岷县漳县MS6.6地震震中周围部分电磁扰动观测台站资料,主要利用电磁扰动原始波形比较以及电磁脉冲能量分析两种方法,对两次地震前电磁扰动观测资料进行分析研究。结果表明:1两次地震前4个电磁扰动台站原始曲线出现异常变化,主要表现形式为观测值脉冲信号频繁突跳、增大以及震前波形畸变、反复出现阶跃;2两次地震前,电磁扰动台站都记录到了明显的脉冲能量增大的异常现象,主要异常出现的时间在几天~2个多月;3电场分量和磁场分量都在地震前记录到了异常变化,但反映出的异常时间及变化幅度不同步。对于研究所得结果,从地震电磁辐射的产生机制方面进行了尝试性的理论解释。     

菏泽5.9级地震前地电阻率的临震突变现象

1967年我国开始建立第一个地电阻率观测站以来,至今已有16年的历史。历经几次7级以上大地震,特别是唐山7.8级地震的实践,发现震前距震中一定范围内的台站,其地电阻率观测值都有不同程度的趋势异常变化。更有意义的是唐山震前10天之内还观测到大幅度的突变异常,且这种异常的台站集中分布在北东向沧东断裂带附近。松潘地震前武都地电台也记录到突变现象。另外,在某些中强地震前曾记录到短期趋势变化,然而是否存在临震突变异常还是悬案,而临震信息的研究是当前地震预报的一个极为重要的方面。     

一种将GPS观测应用于地震中短期预测的简单尝试

本文尝试采用一种类似于加卸载响应比的简单算法将GPS观测应用于地震中短期预测.算法根据孕震区域在不同阶段的加卸载响应比变化判断未来地震的发生趋势:当地壳处于稳定状态时,得到的时间序列在1.0附近波动;而在临近地震之前会出现明显的异常高值.以2004年美国南加州的Parkfield地震为例对方法的有效性进行了研究,发现在地震发生前半年左右震中附近GPS台站得到加卸载响应比时间序列都发生了比较明显的异常变化;而一些距离震中较远台站却没有观察到类似的异常变化.这可能反映了孕震区地壳介质稳定性的变化,表明通过处理GPS观测资料可能获得新的地震前兆异常.     

GPS测得的汶川大地震同震位移

2008年汶川8.0级地震是建国以来破坏最惨重的大地震,是发生在地震前后GPS观测资料最多,震中在连续观测网中部及非连续观测站相当密集的地区.许多GPS连续观测站测得汶川地震同震位移.同震位移具有突变性和时间上的同步性以及变化幅度的显著性,是最确凿的与地震直接相关的地壳运动现象.震区外GPS连续观测站位移时间序列表明,此次大地震同震水平位移范围大,远离震中的许多地区观测到同震水平位移,与震前位移对比表现为弹性回跳.GPS连续观测站震前水平位移和同震水平位移过程揭示了此次地震震前大范围有显著变化的观测站水平位移与地震孕育过程的联系.但华北及邻近地区无明显同震水平位移.震中区外均未观测到明显的同震垂直位移.震区GPS站观测到的同震位移则主要为永久形变,不仅有大幅度的水平位移,也有幅度相对较小的垂直位移.本文研究了汶川地震同震位移的特点与机制,并由此进一步讨论此次大地震的成因、前兆地壳运动特征及其复杂性.     

芦山MS7.0地震前远、 近场形变 时空演化特征研究

应用芦山M_S7.0地震震中附近跨断层及连续形变观测资料, 分析了芦山地震前不同阶段地形变变化的特点, 讨论了震中附近区域异常时空演化过程. 结果表明: ① 自2013年1月起, 沿鲜水河断裂带一些跨断层基线观测到显著的加速转折变化, 沿安宁河、 则木河断裂带个别场地的跨断层水准基线, 2010年以来出现的巨幅异常等是突出的场兆变化; 沿龙门山断裂带一些水准观测在汶川M_S8.0地震后持续的调整变化具有近震源区变形特征. ② 鲜水河、 龙门山和安宁河3条主要断裂围成的三叉口地区, 地倾斜、 应变、 重力及断层水准和蠕变观测临震前均未有显著的异常变化, GPS水平、 垂直位移年速率最小, 该地区是形变变化或形变异常分布的“空区”. ③ 在对近场与远场多种连续形变数据通过傅里叶变换提取年周期成分后发现, 临震前2—3年近震源区域的地倾斜、 重力年变化幅度不是增大, 而是减小. 芦山M_S7.0地震前观测到的形变前兆现象特征与汶川M_S8.0地震等震前的前兆现象较为接近. 因此, 芦山地震前近震源区及外围形变异常分布特征不是个别的现象.      

利用气枪震源信号研究2016年云龙M_S 5.0地震前后波速变化特征

以2016年5月18日云南云龙MS5.0地震为例,选取距震中较近的3个台站和较远的5个台站记录的2016年1—9月的气枪震源信号,使用互相关检测技术得到地震前后这8个台站各自稳定震相走时变化特征。结果表明:云龙地震前,各台均存在不同程度的走时异常变化。离震中较近的3台站中,震中西侧和东侧台站走时变化有一定差别,但都在地震前的3、4月变化较大;而离地震较远的5个台站则变化趋势特征一致,幅度略有差别;离地震较近台站走时变化幅度明显大于离地震较远台站;地震前小于0.7 m的水位变化并未对各台走时变化产生实质性影响。同时对比了云龙台FSQ水管倾斜的形变观测数据,监测到同一时段地下应力发生变化。     

福建省数字化形变资料的异常分析

为了提取中短期地震前兆信息,对福建省2006～2008年数字化形变观测整点值资料进行了二进小波多分辨率分析,结果表明：小波分析结果的细节部分dn主要包含周期为2n-2a＋1小时的信号,而近似部分‰包含所有周期大于2n＋1小时的信号;在此期间,福建省及其邻近地区的中强地震发生前,多数形变观测台站或测项同步接收到了周期大约为21～43d幅度较大的异常信号,这些信号可能是地震前兆。