新冠疫情防控前后湖北恩施地震台背景噪声变化分析

利用2018年1月至2020年3月恩施地震台站观测的垂直分量连续波形数据,通过计算噪声功率谱密度和概率密度函数,统计其不同频段功率谱密度分布情况,对比分析疫情前后恩施地区噪声水平变化特征.同时,将2018年、2019年和2020年垂直向地震噪声的加速度幅值进行对比,发现春节前几日的加速度幅值变化曲线高度一致,表明这三年...     

地震台站台基噪声功率谱概率密度函数Matlab实现

选取2015年四川数字测震台网中筠连和华蓥山地震台记录的垂直分向连续波形数据,利用Matlab软件,计算地震台站台基噪声功率谱概率密度函数,分析地震台站环境噪声特征。结果表明,台站环境噪声功率谱密度概率密度分布对地震事件波形（体波、面波）、人为噪声（台站周围人为活动、车辆及机器噪声等高频干扰）、系统瞬变（数据丢失、地震计小故障）以及仪器标定信号等反映较好。使用台基噪声功率谱概率密度函数方法,有利于监测地震台站数据记录,提高观测数据质量。     

南京市测震台网台站背景噪声分析与应用

地震观测台站背景噪声水平是影响台网地震监测能力的重要因素。通过分析南京市属台站的噪声水平和背景噪声功率谱概率密度函数分布,发现2017年与2018年因受较多因素干扰,背景噪声水平整体高于2016年,结合仪器故障、溧水观音寺施工及六合台体应变施工等事件,探讨了如何及时发现观测环境的变化及仪器故障对台基噪声数据的影响。结果表明,研究台站背景噪声的变化,对了解台站数据记录质量、监控台站观测环境以及地震观测系统健康状态具有一定的参考意义。     

内蒙古VP垂直摆倾斜仪背景噪声水平

利用内蒙古地区5套VP垂直摆倾斜仪2019—2021年连续3年的观测数据,采用功率谱密度（PSD）分析方法,分别计算其在地震频段（200～600 s）的地震噪声水平（SNM）,直观化对比分析了内蒙古地区VP垂直摆背景噪声水平。结果表明：3套仪器的背景噪声水平较低,2套仪器的背景高噪声水平偏高,在区域分布上未见明显规律;低噪声水平仪器观测曲线光滑、固体潮清晰,所在台站观测环境优异、稳定;高噪声水平仪器观测曲线毛刺多、不光滑,所在台站洞体条件较差,长时间受到大风、振动干扰,且1套仪器长期存在观测系统问题。通过分析不同台站VP垂直摆的背景噪声特征,为新建仪器的选址及观测数据的解释和分析提供了依据。     

利用CWQL检测JOPENS5.2系统仪器参数正确性

以锡林浩特地震台为例,利用CWQL软件调取JOPENS5.2系统台站实时数据与对应台站参数,计算台基噪声水平,检测该系统仪器参数正确性。分析认为,CWQL软件可用于日常地震观测系统数据质量检测,实现实时自动运用概率密度函数方法处理地震观测数据,得到各地震台站各分向PSD概率密度函数分布及RMS值,从而判断JOPESN5.2系统仪器参数正确性。     

不同型号仪器水位记震能力对比分析

通过对地震时不同型号仪器及不同采样率获取的水位观测曲线进行对比分析,结果显示:目前我国数字化水位观测的两种主要观测仪器ADP系统与LN-3(A)在记震能力上的差别主要是由采样率不同引起的,与仪器性能及水井的深度关系不大.由于水震波的持续时间一般只有几分钟,因此只有加大采样率,才能记录到波型更为完整的水震波和更为丰富的水震波震例.分析认为,数字化水位观测必须最终向实时记录的方向发展,才能更真实准确地反映地球内部应力的瞬时变化的真实信息,不至因采样率不足而使短周期信息遗漏,同时也更有机会捕捉到前驱波及区域应力场的变化.     

红格地震台PS200电法仪抗干扰能力测试

四川省红格地震台站观测环境好,在这里同时配置了ZD8M地电仪和PS200电法仪两套仪器,而ZD8M地电仪是性能很稳定的仪器,是测试电法仪抗干扰能力的理想仪器。于是,基于原理和方法,对地电阻率观测仪器PS200电法仪进行抗干扰性能测试。测试过程中,对PS200电法仪输入不同频率、不同幅度的干扰信号,并以ZD8M地电仪观测数据为标准。经过对比,认为PS200电法仪对频率较高、幅度较小的干扰信号有较好的抑制能力。     

新疆数字地震台站观测动态范围和台基噪声的分析

介绍了新疆数字地震台仪器的配置,对新疆23个数字地震台站台基噪声进行分析计算。台站的观测动态范围,反映了观测仪器本身的性能和台基环境干扰背景的水平,有效动态范围大小反映记录地震信号的最大能力。台站(台网)的监测能力不仅取决于仪器的性能,而且还与台基的噪声背景有关。得出了各地震台台基的脉动噪声的均方根值、观测动态范围、地噪声功率谱。有效观测动态范围的大小与数字地震仪的种类和配置有关。新疆23个数字地震台中的21个台的台基地动噪声在1~20 Hz内符合中国数字测震台网技术规程的要求,而另外2个台,即二宫和石河子数字地震台没有达到规定指标。     

海底地震仪自噪声分析

海底地震仪是海上观测天然地震的主要手段,仪器所记录到的噪声分为环境噪声和仪器噪声。本文利用2018年9月3日—2019年7月1日期间浯屿岛海底地震观测台所采集到的数据,对海洋环境下的强震型海底地震采集站和宽频带海底地震采集站进行仪器自噪声分析,利用两道互相关模型,采用加窗平均周期图法计算功率谱,通过1/3倍频程积分作平滑处理,得到仪器自噪声功率谱密度图。对比分析相同型号仪器的自噪声功率谱,发现相同仪器的自噪声变化趋势一致,但自噪声大小有差异,且这种差异对于不同仪器、相同仪器的不同分量也存在不同。     

蒙城地震台地电阻率数字化与模拟观测资料的对比分析

通过对蒙城地震台地电阻率数字化和模拟的标定资料、地电阻率观测数据、资料的年周期变化、以及数、模观测系统的系统差别等几个方面进行对比分析,为蒙城台多年的模拟与数字化资料综合使用以及数字化仪器替代模拟仪器观测提供依据.     

中国大陆地区宽频带地震台网台基噪声特征

利用中国地震台网880个宽频带地震台站2014年1月至2015年12月的垂直分量连续波形记录,通过计算每个台站的噪声功率谱密度和概率密度函数,对中国大陆地区的台基噪声水平进行了初步分析。结果表明:中国大陆的噪声水平在不同频带呈现不同的分区特性,其中高频带（0.1—1 s）噪声水平在西部和北部较低,而在中东部地区较高,京津冀和东南沿海地区最高;城市噪声水平高于人口稀少地区,表明高频带噪声与交通、工业等人文活动强度具有较高的相关性;在盆地及其边缘地区,高频带噪声水平高于周边山区,可能与沉积层的放大效应有关;微震噪声（1—20 s）主要来自于中国东部海岸线的海洋活动作用,其强度由东南沿海向内陆地区逐渐变弱。基于噪声的分区特征,利用概率密度函数的第5和第95百分位数获取了31个地震台网的高低噪声基线,相比全球新高低噪声模型,该基线能够对台站观测状态进行更有效的判别。      

Ambient noise levels and characterization in Aegean region,Turkey

We assessed the ambient noise level in the Aegean region and analyzed its diurnal variation and its relation to the earthquake detection capability of the Aegean Region Seismic Network (ARSN). We prepared probability density functions (PDFs) for 19 broadband stations in the Aegean region operated by the Earth and Marine Sciences Institute (EMSI) of the Marmara Research Center (MRC) of the Turkish Scientific Research Council (TÜB?TAK). The power spectral densities (PSDs) used to construct PDFs for each station were computed for the periods between ~?0.02 and 180 s. In addition, we generated noise map of the Aegean region for different periods using the PDFs to assess the origin of the noise. We analyzed earthquake activity in the region and found that there are more local events recorded at night than during the day for each station. This difference is strongly related to diurnal variation of background noise level for the period range mostly covering the frequency range for the local events. We observed daytime noise level ~?15 to 20 dB higher than that at the nighttime in high frequencies for almost all stations caused by its proximity to settled areas and roads. Additionally, we observed a splitting peak within the Double Frequency (DF) microseism band; it showed a clear noise increase around the short period DF band at all the stations, decreasing inland. This peak may be related to sea waves locally generated in the Aegean Sea. We also identified a prominent increase related to marble saw companies in some stations’ noise PDFs.     

Generalized thermostatistics and wavelet analysis of solar wind and proton density variability

In this paper, we analyze the probability density function (PDF) of solar wind velocity and proton density, based on generalized thermostatistics (GT) approach, comparing theoretical results with observational data. The time-series analyzed were obtained from the SOHO satellite mission where measurements were sampled every hour. We present in the investigations data for two years of different solar activity: (a) moderate activity (MA) period (1997) and (b) high activity (HA) period (2000). For the MA period, the results show good agreement between experimental data and GT model. For the HA period, the agreement between experimental and theoretical PDFs was fairly good, but some distortions were observed, probably due to intermittent characteristics of turbulent processes. As a complementary analysis, the global wavelet spectrum (GWS) was obtained, allowing the characterization of the predominant temporal variability scales for both periods and the stochastic aspects of the nonlinear solar wind variability are discussed.     

华北地区地震环境噪声特征研究

利用华北流动地震台阵观测的垂直分向连续波形数据, 通过计算功率谱密度和相应的概率密度函数, 对华北地区地震环境噪声特征进行了分析研究. 结果表明, 东部平原和沉积盆地2 Hz以上的高频环境噪声水平与全球新高噪声模型（NHNM）相近, 周期3——18 s的平均噪声水平低于NHNM和新低噪声模型（NLNM）的平均值; 山区及西部高原的高频噪声水平明显低于NHNM, 周期1——18 s的噪声水平大多明显低于NHNM和NLNM的平均值; 不同区域18 s以上周期的噪声水平差异相对较小. 流动地震台阵部分台站的环境噪声存在明显的昼夜变化, 个别台站噪声水平明显高于周边台站, 表明这些台站受人类活动干扰较大. 不同台站的噪声水平分析表明, 将台站布设在摆坑内, 能在一定程度上降低高频和低频段的噪声水平. 台站环境噪声特征的研究结果可为流动地震台阵观测数据质量的定量评估, 观测期间的台站优化调整等提供重要依据.      

不同供电方式对测震波形记录影响的对比分析

使用同一套测震设备,计算不同供电方式下电源输出信号的自噪声功率谱密度,分析测震专业设备记录波形与电源输出信号之间的相关性,得到了不同电源输出信号的噪声特征,量化了测震专业设备记录波形与电源供电输出信号的关联关系。试验证明,供电方式的改变可以为提高波形记录质量起到很好的作用。     

Space- and Time-Dependent Probabilities for Earthquake Fault Systems from Numerical Simulations: Feasibility Study and First Results

In weather forecasting, current and past observational data are routinely assimilated into numerical simulations to produce ensemble forecasts of future events in a process termed “model steering”. Here we describe a similar approach that is motivated by analyses of previous forecasts of the Working Group on California Earthquake Probabilities (WGCEP). Our approach is adapted to the problem of earthquake forecasting using topologically realistic numerical simulations for the strike-slip fault system in California. By systematically comparing simulation data to observed paleoseismic data, a series of spatial probability density functions (PDFs) can be computed that describe the probable locations of future large earthquakes. We develop this approach and show examples of PDFs associated with magnitude M > 6.5 and M > 7.0 earthquakes in California.     

不同深度布设台站的噪声及信号幅值特征分析

为探究地震观测中地震计检测到的噪声和信号强度均受其布设深度的影响,本文首先对CPUP和LPAZ两台站布设的不同深度地震计所得到的数据进行噪声水平和地震信号对比;其次采用对比功率谱密度的方法对两台站不同通道采集到的不同时段的噪声数据进行分析;最后比较两台站不同通道采集到的整月数据的噪声幅值、信号幅值、信噪比特征。结果显示:深度较大的通道,其噪声功率均值较小;当事件信号到来时,较深通道的地震计检测到的信号和噪声幅值比较浅通道均有所减小,在信号和噪声幅值均减小的共同影响下,信噪比有一定程度的变化,其中LPAZ台站的信噪比提高较为明显。      

地震动反应谱拟合过程中小波基函数的选取

基于目标功率谱, 本文从定量角度提出一种地震动反应谱拟合过程中小波基函数的选取方法． 首先通过修正不同小波基函数所对应的小波系数来拟合地震动反应谱; 然后设定总体误差绝对值和误差均方差这两个定量指标来描述各拟合波功率谱与目标功率谱的差异, 借助数理统计的独立权数原理, 求得不同小波基函数所对应的定量指标的综合评价值; 最后对比综合评价值, 得到拟合精度最高、 误差离散最小的最优小波基． 应用该方法, 选取8种常见的小波基函数进行实例分析． 结果表明, 该方法得到的最优拟合波与原信号差异不大, 拟合波反应谱、 功率谱与目标反应谱、 功率谱均吻合得较好, 从而验证了该方法的正确性．      

Small and large scale fluctuations in atmospheric wind speeds

Atmospheric wind speeds and their fluctuations at different locations (onshore and offshore) are examined. One of the most striking features is the marked intermittency of probability density functions (PDF) of velocity differences, no matter what location is considered. The shape of these PDFs is found to be robust over a wide range of scales which seems to contradict the mathematical concept of stability where a Gaussian distribution should be the limiting one. Motivated by the non-stationarity of atmospheric winds it is shown that the intermittent distributions can be understood as a superposition of different subsets of isotropic turbulence. Thus we suggest a simple stochastic model to reproduce the measured statistics of wind speed fluctuations.