用第六代国际地磁参考场确定的东亚地磁非偶极场时空变化规律

利用近期公布的第六代国际地磁参考场（ＩＧＲＦ）计算，分析了１９４５年以来东亚地磁非偶极场的时空变化特征，并用中国地磁场模型对结果进行了检验，得到的主要结果是：１９４５－１９９０年，东亚地磁非偶极场Ｘ、Ｙ分量缓慢向北和向西方向移动，东亚磁异常中心位置基本稳定，中心附近Ｚ分量的强度变化具有明显的大约１５年左右的增强和减弱期。中心附近Ｘ、Ｙ的零值点的移动方向与地磁北极的移动方向一致。     

采用克里金插值法分析河北地区地磁场变化特征

通过克里金插值方法,对河北地区2011—2014年地磁场中总强度F值及垂直分量Z值数据进行计算,分析该区近期地磁场变化特征。结果表明:在地震活动较为平静状态下,河北地区地磁场变化与地理纬度改变具有密切关系,与地理经度变化关系不大;F值与Z值等值线分布与地磁台站分布有关,且随时间增加而增大。     

苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区地磁监测与分析

通过在苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区开展地磁基本场矢量测量、 数据处理和分析, 计算了该区域地磁基本场和地磁异常场总强度和水平强度的曲面样条模型, 并绘制相应的地磁图和地磁异常图, 探索研究局部地磁基本场的变化特征。 分析结果表明, 通过区域地磁基本场矢量测量, 能相对精细地反应区域地磁基本场空间分布, 分辨存在的地磁基本场异常, 为地震中长期预报提供科学数据和相关地球物理场变化背景。     

1900—2000年亚洲地磁场长期变化

根据第七代国际地磁参考场（ＩＲＦ）．计算亚洲地区（１０Ｎ—７０Ｎ，４０Ｅ－－１６０Ｅ）各个地磁要素１９００－－２０００年期间（时间间隔为５年）１网格值；绘制相应年代地磁北向分量（Ｘ）、东向分量（Ｙ）和垂直分量（Ｚ）的长期变化分布图；分析地滋长期变化的时空变化特征．     

1945－1995地磁场功率谱及其长期变化

本文根据最新修正的国际地磁参考场模型，研究了１９４５－１９９５地磁场中心偶极矩变化，地磁总场及其分量Ｘ、Ｙ、Ｚ的空间功率谱，地磁场长期变化谱的经向漂移和纬向漂移的功率谱和西向漂移速度。研究中发现最近５０年偶极矩仍在继续衰减，空间功率谱的变化也呈减小趋势。在经向谱的漂移中观察到１９７０年出现最小值，而在纬向漂移变化中１９７０年出现最大值，西向漂移速度的变化也在１９７０年出现最大值，这种现象正是１９７０年发生的地磁长期变化的突变，称作地磁＂Ｊｅｒｋ＂。     

黄壁庄台地磁异常的调查与落实

黄壁庄地磁台总强度Ｆ和垂直强度Ｚ的观测值，从１９９１年４月开始出现了持续１４个月以上的异常变化。同红山台相比，最大下降幅度分别为１０和１２ｎＴ。在１９９２年度会商会上，这个异常被列为强震背景异常，引起了有关地震部门的关注。现经深入细致的调查和测试，证明这个异常变化是距台站１００多米处建筑群的施工所造成的，绝非地震前兆异常。     

地球内磁层场向电流的统计特征

利用ISEE－1和ISEE-2飞船观测的磁场数据，分析了地球内磁层场向电流的统计特征，包括场向电流的空间（L值和地方时）分布；流进和流出电离层的场向电流随地方时的变化；场向电流发生率与地磁活动水平（以AL指数表征）、行星际磁场（IMF）Bz的关系，电流强度和密度随地磁活动水平的变化等．发现，场向电流大都发生在夜间，且集中在L为6-10区域内，场向电流发生率，强度和密度随地磁活动增强而增大，行星际磁场南向时的发生率远远高于北向时的发生率．这些结果表明，内磁层场向电流的产生是太阳风和磁层、电离层间电动耦合增加的结果．     

东亚磁异常及其对中国东北地区地磁场的影响

利用东亚及邻区４９个地磁台１９７０－１９７９年、Ｈ、Ｚ的实测年均值，逐年计算、缓制了蒙古异常的地磁非偶极场等值图，给出了蒙古异常非偶极场Ｚｎ分量的焦点位置和强度变化及其对中国东北地区地磁场的影响量级，计算表明蒙古异常的年变化是该区地磁场年变化的主要成份。     

青藏高原地区地磁场研究

本文根据１９６５．０年代西藏地区地磁测量资料,选用国际地磁参考场模型和区域地磁场矩谐分析方法,对青藏高原地区地磁异常值进行计算和分析,结果表明该区地磁异常场分布的特征与地质构造,尤其是山脉的展布有密切的联系。山脉及近邻地区地磁异常场,不论是梯度,还是绝对值都明显高于相对增坦的地区。     

短周期地磁扰动的时空分布特征研究

本文对2008—2010年隆尧地磁台站的地磁水平分量H和磁偏角D的秒数据进行了短时快速傅里叶变换,按连续型地磁脉动Pc2—Pc6所对应的频率范围对频谱进行了频段划分,在此基础上研究了各频段频谱总幅值即短周期地磁扰动的时空分布特征.在时间变化上,同一年中不同频段的幅值具有相似的变化规律,每年的幅变特性与该年对应的Vr指数的时间分布也具有一致的变化形态,仅仅在变化的幅度上存在差异.磁偏角D的幅值和VrD均呈现出显著的季节变化特征,而水平分量H的幅值和VrH却不显著.在空间变化上,各频段幅值均随地磁纬度的增加而增大,随地方时变化呈现出双峰双谷的特征.     

中国大陆地区地磁场Z分量日变化相位的空间分布特征研究

利用全国52个地磁台站近20年的观测数据,分析我国大陆地磁Z分量日变化相位变化的空间分布特征,得到如下结论：（1）所有台站Z分量低点时间均服从正态分布;（2）Z分量低点时间期望值与经度之间具有很强的负相关关系,反映出显著的地方时依赖性;（3）低点时间标准差与纬度之间具有一定的正相关关系;（4）中国大陆存在两个Z分量低点时间的异常区域,均表现为低点时间比周围地区明显提前,且低点时间的离散度大于周边地区;（5）去除异常区观测点数据之后,低点时间标准差呈现出在30°N（和地磁纬度20°）附近为极小值而向低纬和高纬分别增大的特点,用二次或三次曲线可以在一定程度上描述这种相关关系.     

海口火山区开展地磁相对观测的初步研究

海口马鞍岭火山综合观测台与琼中基准地磁台相距约86km,前者将GM4磁通门磁力仪安装在特制的弱磁性大理石箱体中,开展地磁场D,H,Z三分量相对观测;后者将Flearplus和Over—hauser磁通门磁力仪安装在无磁性地磁房中,开展F总场绝对观测和D,H,Z三分量相对观测。通过两个台站D,H,Z三分量变化场的相关对比分析,相关系数皆达到0．98以上。这说明,在火山区开展地磁相对观测是可行的,而采用弱磁性大理石箱体安放磁通门磁力仪进行地磁相对观测具有很高的推广价值。     

地磁正常场的选取与地磁异常场的计算

根据2003年中国地磁观测数据（包括135年地磁测点和35个地磁台）以及我国邻近地区38个IGRF计算点的地磁数据,计算中国地磁异常场的分布。选取两种地磁场模型作为地磁正常场,一是国际参考地磁场的球谐模型,二是中国地磁场泰勒多项式模型。根据各个测点的地磁异常值（观测值减去模型计算值）,用球冠谐分析方法计算地磁异常场的球冠谐模型,并绘制2003年中国地磁异常（△D,△I,△F,△X,△Y,△Z）。分析和讨论了中国地磁异常场。     

1936年中国地磁参考场的冠谐模型

根据1936年中国东部和中部地区的地磁测量资料，以及国际地磁参考场DGRF1935和DGRF1940，用冠谐分析方法计算1936年中国地磁参考场(CGRF)的冠谐模型. 冠谐模型的截断阶数为8，球冠极位于36°N和104°E，球冠半角为30°.CGRF1936比相应的国际地磁参考场能更好地表示中国地磁场的分布，本文计算的冠谐模型的均方偏差分别为104.9 nT(X分量)，84.8 nT(Y分量)和121.1 nT(Z分量). 根据地磁场的冠谐模型，绘制1936年中国地磁图(X，Y，Z，F)和异常磁场图(ΔX，ΔY，ΔZ，ΔF).     

2000年中国地磁场及其长期变化冠谐分析

根据1998～2000年完成的118个地磁测点 和39个地磁台的三分量绝对测量资料以及IGRF2000，计算2000年中国地磁场冠谐模型(截断 阶数为8)，以及2000～2005年中国地磁长期变化冠谐模型(截断阶数为6). 球冠极位于36 °N，104°E，球冠半角为30°. 中国地磁场冠谐模型能更好地表示我国地磁场的时空变化 ，地磁场模型的均方偏差为：104.4 nT(X分量)，103.3 nT(Y分量)，123.9 nT(Z分量). 依据地磁场及其长期变化的冠谐模型，分别绘制2000年中国地磁图(F，X，Y，Z)和异常磁场图(ΔF，ΔX，ΔY，ΔZ)，以及2000～2005年地磁长期变化图(F，X，Y，Z). 指出改善地磁场模型边界效应 的途径，并对如何布设地磁复测点提出了建议.     

京津冀地区地磁场球冠谐分析

2002年在京津冀地区进行了45个测点的地磁三分量测量,对测量资料进行通化处理,通化时间为2002年5月5日16～18时（世界时）. 通化后的观测均方差分别优于1.5nT（地磁场总强度F）,0.5′(磁偏角D和磁倾角I). 将国际参考地磁场（IGRF2000）作为地磁正常场,建立了京津冀地区地磁异常场的球冠谐模型（BTHASCH）. 球冠极的空间位置坐标为39.5°N和117.0°E,球冠半角为4°. 在模型计算过程中,球冠谐函数的截断阶数分别取为1～10. 经综合比较, 最终采用的截断阶数为5. 建立了京津冀地区参考地磁场的球冠谐模型（BTHGRF）.根据模型,绘制了京津冀地区地磁异常场图(ΔX、ΔY、ΔZ、ΔF、ΔD、ΔI)和京津冀地区地磁图(X、Y、Z、F、D、I).     

CM4模型数据与台站实测数据的对比研究

本文利用第四代地磁场综合模型(Comprehensive Model 4,CM4),计算了1982—2002年隆尧地磁台站的磁层源磁场及其感应场、电离层源磁场及其感应场的地磁北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z,分析了各场源磁场随时间的变化特征。磁层源磁场及其感应场呈现出11年和27天的周期性变化,有些年的27天周期性变化显著,有些年则不太显著;电离层源磁场及其感应场具有明显的季节变化,不同年相同季节的变化形态一致但幅度不同;日变化分析显示,磁静日和磁扰日期间的模型数据与台站实测数据变化一致性较好,相关性较高。     

新疆地震活动区的地磁观测与研究

新疆地区是中国最活跃的地震区之一.为了监测新疆地区潜在的强烈地震,2003年在该地区建立了N和S两个地磁测网并进行了地磁三分量测量.在N和S两个测网所选建的51个测点周围环境良好,地磁梯度小,适宜地磁测量.在野外测量中,使用性能稳定可靠的G-856磁力仪、DI磁力仪与GPS仪器,应用GPS测定方位角,DI磁力仪测量地磁偏角D与倾角I,G-856磁力仪测量总强度F.应用新疆地区乌鲁木齐与喀什地磁台站的资料,分别通化了N和S两个测网的地磁测量资料.该地磁通化值的平均标准偏差σ为:F的σf=0.20 nT;D的σd=0.06′;I的σI=0.03′,表明地磁测量资料准确可靠.根据上述地磁测量资料,应用精度高的spline方法,得到了N与S测网地磁场及其异常场的分布.结果表明,该地磁场及其异常场的分布,可以准确地描述N与S测网的地磁场及其地磁异常场.该地磁分布为今后在新疆地区的震磁研究与地震监测提供了良好的地磁参考场.     

东亚地区地磁非偶极场长期变化的分析

本文利用东亚及其邻近地区50个地磁台站1955-1977年地磁三要素（D、H、Z）的实测年平均值算出的非偶极场值X、Y、Z,选用“按距离加权最小二乘曲面拟合”方法,计算、绘制、分析了东亚地区地磁非偶极场及其长期变化的时空分布特征,并与国际参考场（IGRF）模式进行了粗略的对比。所得的主要结果是:1.1955.0-1965.0年代,东亚地区Z分量的增长速度在迅速减小;1965.0年代以后,Z值在逐年下降。2.从整体上看,东亚地区地磁非偶极场虽然形态与IGRF给出的结果基本吻合,但长期变化有明显差异。1965.0年代的IGRF长期变化模式与实测结果偏差甚大。为了使IGRF模式更好地拟合地磁长期变化处于转折时期的复杂地区的情况,看来时间间隔应更短些,例如5年为好,采用现在通用的方法是不适宜的。     

从单台F差值分析看绝对观测中F人工观测的必要性

通过对同一台站人工观测的地磁场总强度F与连续记录F,及两套连续记录仪记录的地磁场总强度F夜均值的差值分析,发现同一台站两种差值均存在显著的年变化特征。对其他台站同样可以看到类似变化。而各时段的时均值差值也表现出相似的变化特征。由此说明,同一台站地磁观测区的不同点位,地磁场差异在长时间内不断发生变化,在进行绝对观测时,无法通过选择绝对观测时间消除该差值变化。