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。      

四川地区地震背景噪声特征分析

选取四川省数字测震台网2015年1月1日至2018年12月31日期间60个固定台站的三分量连续波形记录,计算了台站噪声加速度功率谱密度及相应的概率密度函数分布,统计了不同频率下的噪声功率谱密度值分布,对不同区域、不同频率下背景噪声水平的变化特征予以分析。结果表明:大部分地震台站的高频段噪声由于受到台站附近人为的、规律的作息生活和生产方式的影响,呈现明显的季节性变化和日变化,即夏季噪声水平升高,冬季降低,在农历春节期间达到全年最低值,地理空间分布特征不明显;第二类地脉动冬季噪声水平升高,夏季降低,季节性变化明显,平均变化为1—5 dB,且冬季峰值出现的频率向长周期方向移动1—2 s,呈现明显的地理空间分布特征,川东地区平均噪声水平最高,攀西地区次之,川西高原最低;与第二类地脉动相比,第一类地脉动观测到的噪声能量较弱,季节性变化不明显,地理空间分布的噪声水平差异明显减小;在20 s以上的长周期部分,台站噪声未呈明显的季节性和地理空间分布差异。此外,将地震计安置在山洞和井下,可以有效地降低台站周围干扰源、温度和压强对高频段和长周期观测的影响,噪声水平低于地表安装方式。      

高频GPS坐标时序的噪声特性分析

为研究高频GPS坐标时序的噪声特性,对芦山地震前后三天,北京时间8:00—9:00,位于四川盆地8个CORS站50Hz的高频观测资料进行解算与分析。分析过程中,分别采用恒星日滤波和主成分滤波分析以及去除时空噪声,并采用功率谱分析经滤波后的坐标时序。结果表明,高频GPS坐标时序的谱指数在1.6~2.0间,符合白噪声+随机游走噪声模型特性。建议当利用高频GPS研究地表运动特性、监测大型建筑的运动结构或确定GPS动态实验平台姿态时,应考虑高频GPS坐标时序的这一噪声特性。     

湖北秭归罗圈荒微震群的成因及其类型鉴别

2007年9月22日至10月18日在湖北秭归罗圈荒地区发生了一次微震群活动,其中最大为10月7日的ML2.9地震.震群的宏观震中位于郭家坝镇黄泥滩一带,极震区较小、地震波衰减较快,反映出该微震群的浅源特点.对该区及附近的天然地震和水库地震的波形、波谱特征以及拐角频率等进行对比分析,发现罗圈荒微震群与天然地震及水库地震有较明显差异,综合判定该微震群为矿震.     

江苏省测震台网背景噪声特征

为进一步了解江苏地区台站的背景噪声情况,提升台站的观测资料质量,通过对江苏省宽频台站2019年连续波形记录进行噪声功率谱概率密度函数计算,对江苏地区台基噪声水平进行分析。结果表明:江苏地区的人文噪声高值主要集中在江苏中南部地区;通过对台站日变化分析,江苏省日变化较大地区主要集中在常熟、昆山等长三角地区;深井架设地震计可以有效地降低人文噪声的干扰。     

京津冀城市群地区夏季低层大气风速谱特征分析

利用京津冀城市群地区6个观测站风廓线雷达夏季一个月同步观测资料,对其进行了风功率谱和小波分析.越接近地面,测站之间风的周期变化特征差异越明显,离地面越远,差异不显著.各站大于1天周期的频谱特征差异小,而小于1天周期的频谱特征差异大.各站频谱在几百米高度有明显日变化.不同位置的测站其日变化周期信号随高度分布表现为不同程度的地形影响效应.部分测站1km高度以下风功率谱在大于1天高频区近似满足-5/3幂分布规律.降水过程风频谱在低层普遍有小于1天的高频周期,这与降水过程高低空风速起伏和变化密切相关.各站平均风矢量日变化在5∶00—6∶00、20∶00—21∶00有明显风速变化和风向转换,1500m以下风向变化差异显著,偏南风出现时间及影响高度与该地区的山谷风和海陆风相联系.各站之间风速相关系数随高度分布呈现出低层低、上层高的特点.最后还给出了风廓线雷达布网建议.     

利用地震噪声准实时监测短周期面波波速变化

依据由噪声信号提取面波格林函数的原理,利用福建省地震台网25个宽频带台站2007年7月2日—8月29日的脉动观测资料,得到了瑞雷波群速度在福建地区的分布,并将该结果作为下一步相对变化动态成像的背景速度分布．分布结果表明,福建地区周期为3—5s的瑞雷波群速度大致在2.9—3.1km/s之间,平均速度为3.0km/s,瑞雷波群速度分布呈北高南低的现象,这与福建地区北部多山、南部多平原盆地的地理环境有很好的吻合．而且,该群速度分布图在漳州盆地地区表现出一个非常明显的低速,这主要是因为受到盆地沉积层的影响．通过滑动窗（窗长为20d,步长1d）技术得到了观测区内周期约为3-5s的瑞雷波波速分布变化的连续图像;再利用扣除背景影响的技术,得到了2007年8月14日—2008年7月1日福建地区瑞雷波波速的相对变化时空动态图像．通过分析相对变化时空动态图像与该时间范围内发生的地震的对应关系,表明福建地区瑞雷波波速在多次网内中等强度的地震或震群（ML＞3.0）中均表现出震前波速升高,震后下降恢复的变化趋势．初步分析认为,这可能与震前整个地区受到的应力增大震后应力得到释放所导致的介质变化有关．      

坚硬顶板诱发煤体冲击破坏的微震效应

利用TDS-6微震采集系统测试了忻州窑煤矿组合煤岩试样变形破裂直至冲击破坏过程中的微震信号,特别是冲击破坏前后微震频谱的变化规律.采用SOS微震监测系统,对忻州窑煤矿8929工作面冲击矿压的微震活动规律进行了监测,结果表明：（1）冲击前兆信号呈现低频特征,随着与主震间隔的时间越短,主频越低.主震信号频谱较宽,但低频（0～50 Hz）成份增加,余震信号呈现高频特性.（2）微震信号的频次、累积能量与主频之间呈负相关关系.尤其当工作面顶板来压以及诱发冲击矿压时,微震信号的主频达到最低值.（3）现场监测表明,冲击前兆微震信号的主频为0～50 Hz,且振幅较低.冲击主震信号频谱较宽,但较低频（0～20 Hz）成份明显增加,同时振幅达到极值.余震信号主频为0～200 Hz,呈现高频、低振幅特征.     

西拉木伦断裂带东沿背景噪声特征分析

利用中国地震局的“中国地震科学台阵——华北地区东部”(简称科学台阵3.2期)项目西拉木伦断裂带东沿地区26个流动台站连续观测数据，通过计算其加速度功率谱密度和相应的概率密度函数及1～20 Hz频段速度均方根值，研究西拉木伦断裂带东沿地区背景噪声特征。研究结果表明，高频段背景噪声时空分布差异性显著，噪声源主要来自人类活动；微震频段背景噪声主要来自海洋活动，其中高频微震频段背景噪声没有时空分布差异；低频微震频段背景噪声有一定的时空分布差异，白天差异性相比夜间更突出，这主要因温度变化和观测井微变形引起；低频段，白天三分向噪声水平大于夜间，且水平向噪声水平和动态范围大于垂直向，主要因白天环境温度变化和地倾斜影响大于夜间，且水平向对温度和地倾斜比垂直向更敏感导致。     

利用背景噪声估计华北地区场地放大效应

用噪声互相关函数聚束方法得到中国华北地区噪声源的极值方位和慢度,然后将噪声傅里叶谱在该方位和慢度点进行聚束,并计算得到噪声的频率波数功率谱。将该功率谱作为输入,单台站噪声的自功率谱作为响应,二者的比值可用于计算华北地区相对场地放大因子。计算结果显示:平原地区放大效应明显大于山地地区,而平原地区的场地放大效应与渤海湾盆地沉积层厚度有直接关联。本研究可为计算场地放大效应提供一种可行的途径。     

江苏省区域地表背景噪声特性的分析

利用welch方法,计算了江苏省"十五"数字地震台站地表背景噪声在0.01～20 Hz频带范围内的功率谱值,结果显示在周期10～16 8、4～8 s处分别存在两个明显的峰值.对比白天和夜晚时段台站三分向地表背景噪声的功率密度谱比值发现,地表台站三分向背景噪声在高频段(≥1 Hz)变化最为显著,在微震峰值频段(0.125～1 Hz)几乎所有台站之间的差异都不大,低频段(≤0.125 Hz)大部分台站垂直向白天时段的噪声水平比夜晚的值低,水平向则相反;但井下观测系统全频段内的比值变化都很小.此外,在2～16 Hz频率范围内,沿长江的苏南-上海地区的平均噪声水平高于苏中和苏北地区,比NLNM(低噪声模型)值高约45 dB左右;在0.125～1 Hz频率范围内,江苏中东部的噪声水平高于其他区域,推测这可能是与区域地质构造差异有关.     

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...     

基于三分量数据的云南地区背景噪声源分析

背景噪声特性及噪声源的分布逐渐成为深化背景噪声互相关研究的关键问题。基于2015—2016年云南地区48个固定数字地震台的连续三分量记录,使用互相关计算提取台站对经验格林函数,基于经验格林函数正负支信噪比特性,结合海浪波高数据,得到云南地区5～10 s,10～20 s,20～40 s台站对信噪比的方位分布和时间变化特征。结果表明:云南地区三分量的噪声源优势方位在不同周期内均有差别,5～10 s噪声源优势方位变化较稳定,当海洋活动相对剧烈时,ZZ,RR分量比TT分量易受到影响;10～20 s噪声源优势方位变化与海洋活动的季节性变化规律较一致,1—6月ZZ,RR分量优势方位角指向E向和WS向,TT分量则以E向为主,7—12月ZZ,RR分量优势方位角明显指向WS向,TT分量在7—9月指向WS向,在10—12月则指向E向和WS向;20～40 s内的噪声强度较小且随时间变化稳定。因此,云南地区噪声能量源主要与北太平洋和孟加拉湾—安达曼海—北印度洋一带的活动有关。     

基于小波变换的地震动时-频特性研究

对美国NGA,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究了任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小;竖向地震动分量的主频比水平向分量随时间减小更快。分别采用线性函数模型、指数函数模型和指数三角函数模型,分析了场地、震级和震中距对主频变化曲线的影响,拟合了主频率在不同场地条件、震级、震中距等情况下随时间的变化曲线,水平向和竖向的频率时变曲线整体上都是随时间递减的,且竖向衰减得更快些,大多数情况下竖向记录的高频成分比水平向记录的相应成分要多。     

古田地震水口水电站重力坝强震观测记录HHT分析

利用HHT变换研究2008年3月6日福建古田ML4.6地震中,水口水电站重力坝强震反应台阵获取的强震反应观测资料的时频特性及重力坝结构动力特性,得到如下结论:(1)强震记录能量集中在0～15Hz频段和10～15s时段;(2)重力坝顺河向主频为3.7Hz。分析结果对认识水库地震近场地震动特性和重力坝地震反应有一定的实际意义。     

向家坝数字遥测地震台网的台基地噪声分析

目前,国内大多数地噪声功率谱计算程序得到的都是加速度坐标系下的结果,且最高计算频率仅为20 Hz,而我国数字地震观测普遍使用速度平坦型特性,从计算上来考虑,使用速度坐标系绘制地噪声功率谱曲线更直观.另外,由于水库诱发地震观测将其频带上限扩展至40 Hz,台址地噪声分析频带也需要作相应的扩展.本文作者在向家坝数字遥测地震台网台址勘选数据的分析处理中,结合水库诱发地震监测的需要,编写了地动速度功率谱密度计算程序,计算出了勘选台站的功率谱密度及1/3倍频程1～40 Hz带宽的均方根值.     

基于震源聚类方法确定川滇交界东部地区微震的空间分布特征

断层空间分布是地震预测的基础数据,微震空间分布能够帮助探测断层。使用基于密度的聚类方法分析自动拾取技术获得的川滇地区微震目录,并进一步地利用空间位置信息分离出了不同地震活动带内的微震序列;对川滇交界东部地区一带不同地震活动带的微震目录,加入波形信息后,采用聚类方法进行二次分离,从中获得了部分属于不同断层的微震,一定程度上刻画出了该地区断层的空间位置信息。     

由长周期地震面波研究华南地区地壳和上地幔三维构造

利用中国27个地震基准台和世界标准地震台网 WWSSN 西南亚3个台站记录的中国大陆及邻近地区79个地震共238条路径的长周期面波资料,应用适配滤波频时分析技术和改进的分格频散反演方法,得到该地区147个44斜方格的纯路径群速度频散值,进而反演得到华南地区深至170km 左右的三维 S 波速度构造.结果表明:华南地区各一级构造单元之间有明显差异,一级单元内的次级构造单元也有一定差异.东部地壳较薄,由东往西逐渐变厚,厚度为30-43km 左右.地壳中 S 波平均速度,东北部最低,西部最高,约为3.48-3.68km/s,在大范围内未发现明显的地壳低速层.华南大部分地区存在上地幔低速层,低速层起始深度为75-106km 左右,低速层中 S 波最小速度约为4.28-4.38km/s.尽管华南大部分地区存在上地幔低速层,但各主要层位分界明显,层面平缓,在较大尺度地下构造横向变化较小,除西部褶断区、东南沿海断裂系等边缘区域为构造活动区外,华南主体的地壳上地幔构造仍属于较稳定的大陆块体构造.      

我国东部地区非随机持续性微震背景噪声场源的特性及定位研究

我国东部地区陆海相连的独特区位是探究微震(2～20 s)背景噪声机理的天然场所.本文发展了一种基于噪声互相关非对称性能量走时差的场源定位技术,并结合频域偏振等方法,利用335个宽频带固定地震台站2015-2017年期间三分量的连续记录数据,着重研究了我国东部陆地及近海地区微震背景噪声的非随机固有特性与场源位置,并对及其...     

福建地区环境噪声瑞利波群速度层析成像

本文利用福建、广东、江西和浙江等4省数字地震监测台网中69个宽频带台站2010年4月13日～10月13日的速度型噪声记录和互相关技术,提取两两台站间的瑞利面波格林函数,并利用层析成像技术最终反演获得了福建地区(115.7～120.5°E、23.6～28.35°N)瑞利面波群速度的分布图像。结果表明,利用该方法得到的福建地区周期为3～5s的瑞利面波群速度在2.73～3.17km/s之间,平均速度为2.96km/s。瑞利波群速度横向变化与福建地区地表构造特征和地热异常区分布情况是基本吻合的;该群速度分布图在漳州盆地和福州盆地区域表现出非常明显的低速异常,这主要是因为受到盆地沉积层和高地热的影响;杉岭地块属于山地地形,但由于受到高地热的影响,因此表现为低速异常;永安-玳瑁山地块为山地区,而受到中地热的影响,速度异常表现较为复杂。