唐山地震前后脉动变化的研究

本文简要地叙述了选频脉动测量仪的基本原理和特性。利用低通和带通数字滤波器,分别对脉动、风速和气压等资料进行了处理。结果表明,脉动与局部气象条件的相关性不大;唐山7.8级地震前不久,离震中不远的昌黎台（△=80公里）记录到的脉动幅值急剧减小;在几次强余震（M≥6.0）前,脉动幅值经历较长时间（数月）的偏低过程,而临震前变化不明显。结合唐山地震前,邻近震中地区地温（80厘米深）的时、空分布特征,讨论了它们与唐山地震孕震过程的可能联系。     

脉动与地震关系的初步探讨（二）

本文以1960年4月13日吉林榆树地震（M=5（3/4））为例,分析了震前长春台（△≈150公里）脉动（周期为3-12秒）的变化特征.结果表明:（1）自1959年8月开始,脉动水平向振幅异常增高.（2）同时期内,在A_NS-A_EW图上,脉动测点的优势分布方向大致与震中相对于长春台的方向一致.这种脉动异常变化可能与榆树地震的孕育过程有关。     

脉动与地震关系的初步探讨

为探索地震的前兆,对一些较大地震前地脉动特征的变化作了简要的分析,发现1975年2月4日的海城7.3级地震前数天,近震中的地震台上（△≈20公里）,脉动振幅异常减小;初步分析还表明,大震发生前,脉动方向以及脉动各分量相关系数的变化等现象也是值得引起注意的。     

用地磁脉动日食效应探讨甚低纬Pc3-4地磁脉动源

在3次日食期间,利用甚低纬区和从低纬到甚低纬过渡区地面站进行的地磁脉动观测资料,分析了Pc3-4地磁脉动的南北分量（H）和东西分量（D）在H-D平面内矢端图主轴方向的变化．结果表明,当观测点纬度低于日全食带纬度时,H-D矢端图主轴有90°相移现象;当观测点纬度高于日全食带纬度时,则无这种现象．由此我们推测,甚低纬区和从低纬到甚低纬过渡区Pc3-4地磁脉动可能主要是过滤机制产生的．     

重力仪高频信息和地脉动的观测研究

本文介绍了应用电磁反馈零位检测技术改装的重力仪进行高频信息的观测。阐述重力仪高频信息频谱分布特征、数据采集、数字计算和随机信息的处理方法。利用高频信息可以很好地观测和研究地脉动,给出北京香山地震台利用重力仪高频信息观测所得的地脉动功率谱。分析了地脉动特征及其与台风过程的关系;讨论了某些大地震前所出现的地脉动异常现象。得出北京地区正常地脉动频率分布范围为0.13-0.32Hz,优势频率为0.2Hz,相应的卓越周期为5s的脉动频率异常,也可能在地脉动的正常频率处（0.2Hz左右）,出现幅度很大的脉动幅度异常,后者又往往与台风引起的幅度异常相混淆。     

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。     

名古屋大学东山分校振动环境的图形用户界面的开发情况

本文讨论了在ＥＷＳ上以ＯＯＤＢ方式实现的关于振动环境的地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ,ＧＩＳ）。该系统中包括了钻孔记录数据、ＰＳ测井数据、１５８栋建筑物的数据、８９台受弱振影响的精密仪器的数据、地脉动数据、建筑物上的脉动数据和地形图。该地理信息系统还包括如下系统：①数据显示查询系统;②土－结动力特性的评估系统;③波形分析系统。此处,通过增加建筑物结构数据和一些动态分析方法,该系统对于振动环境的分析也是有用的。而且,在增加了生命线、危险物等数据后,该系统是易于被应用于校园规划的辅助系统。     

一九八○年二月十六日云南日全食地磁效应的分析

1980年2月16日日全食期间,在云南瑞丽进行了地磁场的正常与快速两种记录,分析了地磁日变化、小扰动和地磁脉动的变化。结果表明:磁偏角偏东（-0.8′±0.2′）,水平强度有微小的变化（-2.9γ±1.6γ）;地磁小扰动的幅比减小;这与电离层E层的电子密度的变化相对应。     

西北太平洋海岛地区地震背景噪声特征及海洋学解释

地震背景噪声特性及噪声源的分布研究逐渐成为深化背景噪声层析成像的关键问题.海岛地区由于特殊的地理位置,其背景噪声具有相对独特的特征.地脉动（约0.003~1 Hz）是地震背景噪声中能量最强的分量,其激发与特性被认为与海浪运动和固体地球之间的相互作用有关,但海岛地区地脉动特征与海洋波浪场之间的关系尚未被充分研究.本文利用西北太平洋海岛地震台站的连续记录数据、波浪浮标的实测数据以及WAVEWATCH-Ⅲ海浪模式的数值模拟结果,通过地震学和海洋学的交叉,分析海岛地区地脉动信号的时频特性及其与海洋波浪场之间的相关性,从海洋学角度对地脉动信号的特征及激发进行探讨与解释.结果表明,海岛地区地脉动信号相对于内陆地区更强,并具有明显且稳定的季节性变化特征：高频地脉动信号（0.12~0.32 Hz）在夏秋季节（5月-10月）相对较弱,而在冬春季节（11月-次年4月）相对较强,与北半球海洋活动季节性变化相一致.此外,海岛地区地脉动主要受周边海域波浪场影响,与周边海域波浪能功率密度及实测和数值模拟所得的有效波高均具有很好的互相关性.该研究结果同时表明可进一步发展利用地脉动观测数据反演海表波浪场的可能,为海洋科学研究中海表波浪场连续观测数据的获取提供地震学上的支持.     

地磁脉动Pc5在2000年7月15～16日磁暴期间的特征

采用IMAGE链22个台站的地磁脉动10 s数据，分析了2000年6月15～16日磁暴期间Pc5地磁脉动的频率、振幅、位相和极化特征：（1）磁暴初相和主相期间Pc5脉动的主频率随纬度的升高而降低，但是恢复相期间主频率随纬度的升高而升高，主相期间Pc5的主频率比初相和恢复相期间的低；（2）Pc5脉动初相期间的振幅有一个主峰在64°N附近，主相期间在66°N附近，恢复相期间在71°N附近；位相在主峰两侧随着纬度变化了大约180°， 从初相到恢复相主峰位置向高纬地区大约移动了7°；（3）Pc5地磁脉动的偏振极化椭圆初相期间在PEL站（6346°N）接近线偏振，主相期间在MAS站（6607°N）接近线偏振，恢复相期间在BJN站（7133°N）接近线偏振，并分别在这几个台站两侧的偏振椭圆的旋转方向反向.     

电离层Alfven谐振器对地面观测到的地磁信号的影响初步研究

本文研究了0.1~10 Hz频率范围内的ULF波从磁层到地面的传播,得到了解析解,分析了电离层Alfven谐振器、磁倾角、电离层电导率、以及波频率对地面观测到的地磁信号的影响.数值结果表明:在磁层中剪切波在竖直方向有明显的谐振结构;地面观测到的信号在IAR谐振频率出现极大值,其谐振频率随磁倾角的增大而增大;电离层电导率的变化可以改变IAR的谐振频率,并能改变波的透射,从而影响地面地磁信号的频谱.     

ULF wave occurrence statistics in a high-latitude HF Doppler sounder

Ultra low frequency (ULF) wave activity in the high-latitude ionosphere has been observed by a high frequency (HF) Doppler sounder located at Tromsø, Norway (69.71°N, 19.2°E geographic coordinates). A statistical study of the occurrence of these waves has been undertaken from data collected between 1979 and 1984. The diurnal, seasonal, solar cycle and geomagnetic activity variations in occurrence have been investigated. The findings demonstrate that the ability of the sounder to detect ULF wave signatures maximises at the equinoxes and that there is a peak in occurrence in the morning sector. The occurrence rate is fairly insensitive to changes associated with the solar cycle but increases with the level of geomagnetic activity. As a result, it has been possible to characterise the way in which prevailing ionospheric and magnetospheric conditions affect such observations of ULF waves.     

Spatial field structure and polarization of geomagnetic pulsations in conjugate areas

The ultra-low-frequency (ULF) geomagnetic pulsations observed at two nearly conjugate mid-latitude sites are examined to study their spatial structure and polarization, and learn about the role of ionospheric conductivity in forming their ground signatures. The data of 1999–2002 from Antarctica and New England (L of 2.4) are compared with the numerical results obtained in a simple plane model of ULF wave propagation through the ionosphere and atmosphere. The multi-layered model environment includes an anisotropic and parametrically time-dependent ionosphere, a uniform magnetosphere and a conducting Earth, all placed in a tilted geomagnetic field. The measured diurnal and seasonal variations in the orientation angle of the polarization ellipse are interpreted as effects of hydromagnetic wave propagation through the ionosphere and conversion to an electromagnetic field below. Essentially, the phase, amplitude and polarization of ULF waves observed at the ground are controlled by the wave's spatial structure in the magnetosphere and ionospheric transverse conductivities. The differences shown by the characteristics of simultaneous pulsations in conjugate areas arise mainly from different local ionospheric conditions, while the source waves of the pulsations are common to both sites.     

Dynamics of the large-scale ULF electromagnetic wave structures in the ionosphere

The present article displays the results of theoretical investigation of the planetary ultra-low-frequency (ULF) electromagnetic wave structure, generation and propagation dynamics in the dissipative ionosphere. These waves are stipulated by a spatial inhomogeneous geomagnetic field. The waves propagate in different ionospheric layers along the parallels to the east as well as to the west and their frequencies vary in the range of (10–10⁻⁶) s⁻¹ with a wavelength of order 10³ km. The fast disturbances are associated with oscillations of the ionospheric electrons frozen in the geomagnetic field. The large-scale waves are weakly damped. They generate the geomagnetic field adding up to several tens of nanotesla (nT) near the Earth's surface. It is prescribed that the planetary ULF electromagnetic waves preceding their nonlinear interaction with the local shear winds can self-localize in the form of nonlinear long-living solitary vortices, moving along the latitude circles westward as well as eastward with a velocity different from the phase velocity of the corresponding linear waves. The vortex structures transfer the trapped particles of medium, as well as energy and heat. That is why such nonlinear vortex structures can be the structural elements of the ionospheric strong macro-turbulences.     

DEMETER卫星观测的超低频电场扰动 预处理方法及震例应用分析

基于法国DEMETER卫星观测的超低频(ULF)电场波形, 本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法. 利用该方法, 对文献中已报道的2010年2月27日智利M_S8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析. 结果表明: 已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道, 而是出现在较大的经度范围内. 大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区, 很可能受到该区域异常磁场的影响. 南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征, 即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5 mV/m的扰动, 北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小. 而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现, 在其共轭区并未观测到ULF电场扰动. 这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致, 在电离层中由于碰撞效应更易被衰减, 因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区. 本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.      

2007年3月3日长时间持续Pc5 ULF波的多点联合观测分析

2007年3月3日位于磁层昏侧THEMIS的5颗卫星、同步轨道晨侧和午前的GOES 3颗卫星和地面地磁台站同时观测到了持续近4 h的Pc5 ULF波.我们用交叉小波相关分析计算脉动的传播速度,用MVA分析求解脉动的传播方向,然后结合两者的计算结果获得了Pc5相速度矢量信息.THEMIS卫星观测到Pc5具有压缩特性,且向阳传播,速度约在6~20 km/s左右,相比于磁层中阿尔芬速度(1000 km/s)较低.这些Pc5 ULF波动可能产生于磁尾或磁层内部不稳定性.GOES 3颗卫星观测到不同情况的Pc5 ULF波,极向模占主要成分,且具有波包结构,具有阿尔芬驻波特性,可能产生于K-H(Kelvin-Helmholtz)不稳定性.地面台站观测到ULF波扰动幅度随纬度升高而增强,Pc5脉动在地理纬度60°附近达到最大值, Dumont durville台站观测到的脉动与THEMIS观测到波形有很好的相似性.     

Ulf-wave diagnostics of a mid geomagnetic latitude model of the ionosphere

Summary Wave diagnostics of several alternatives of a constructed model of the daytime and night ionosphere of the mid geomagnetic latitudes were carried out in the ULF range of electromagnetic waves. The altitude profiles of local wave parameters of the ionosphere, the wavelengths and wave attenuation, were analysed at a fixed frequency. The frequency dependence of the amplitude and polarization characteristics of the total wave at the Earth's surface were also analysed in dependence on the frequency-amplitude spectrum of geomagnetic pulsations. The effect of the low regions of the ionosphere (h<100 km) was tested on the damping of the propagating wave and on the frequency-amplitude and polarization characteristics of the wave at the Earth's surface.     

地磁ULF前兆信息研究简述

地震前ULF（Ultra Low Frequency：超低频信号,频段为0．005～10Hz,国内俗称电磁波）电磁异常信号是近年国际研究的热点。本文阐述了国际上典型震例前观测到的ULF异常信号的表现形式、目前采用的一些数据处理方法以及震前ULF信号可能的产生机制,以供相关学者参考。     

第22太阳活动周峰年的ULF波观测与研究

本文介绍第２２太阳活动周峰年期间利用ＵＬＦ波的观测和分析，对磁层近地空间电磁环境的研究，文中列举了这峰年期间地磁脉动的主要成果。有些成果是国际上首次提出和发表的，目前，地磁脉动的观测和研究已经成为监测近地空间电磁环境的重要手段。     

2011年日本东北大地震特低频地磁信号的分形标度特征研究

本文选择2011年3月11日M9.0日本东北大地震震中附近三个地磁台站16个月(2010/01/01—2011/04/30)的特低频地磁观测资料,采用去倾扰动分析方法,得到了这三个台站地磁记录的非均匀标度特征随时间的变化,提出了一种能反映地磁三分量非均匀标度特征同步变化的指标,并据此探讨了特低频地磁信号分形标度特征变化与日本东北大地震之间的可能关联性,初步结果表明,这三个台站的特低频地磁信号分形标度特征指标在日本东北大地震前25~50天左右呈现出同步的异常增加,基于磁静日观测资料的随机合成地磁数据的统计检验结果可知前述异常并非随机异常,而是一种具有统计显著性的异常,可能反映了日本东北大地震对周边地磁信号内在的非线性系统特征产生了有统计意义的影响.