乌鲁木齐及周边地区新冠疫情前后背景噪声分析

选取2019年1月至2022年12月乌鲁木齐及周边地区14个测震台站垂直分量波形记录,通过计算PSD（功率谱密度）和PDF（概率密度函数）,统计不同频段功率谱密度分布情况,对比乌鲁木齐及周边地区疫情前后背景噪声变化特征,并结合大数据探讨人口迁徙与背景噪声变化的相关性。同时计算了疫情前后研究区最小完备震级（Mc）,对比分析其地震监测能力变化特征。结果表明：研究区地震背景噪声水平受疫情影响出现不同程度的下降,高频段（1～35 Hz）最大下降幅度为36.6 dB,部分台站长周期频段下降突出,这是人类活动间接影响的;上述变化与人口迁徙大数据变化呈现了极大的正相关。此外在疫情封闭期间,地震监测能力并没有明显的提高,但部分台站获得更为清晰的震相记录。     

安徽省国家强震动台站场地响应及背景噪声分析

利用安徽省部分强震动台站记录的地脉动数据和历史地震数据,采用H/V谱比法和噪声功率谱密度函数法,对比分析台站的场地响应及背景噪声,结果表明：全椒、马鞍山地震台的场地卓越周期小且背景噪声低;沈巷地震台卓越周期大且背景噪声高;三山地震台无明显卓越周期;地震台站背景噪声与场地响应曲线之间不存在一一对应关系。     

安徽省国家强震动台站场地响应及背景噪声分析

利用安徽省部分强震动台站记录的地脉动数据和历史地震数据,采用H/V谱比法和噪声功率谱密度函数法,对比分析台站的场地响应及背景噪声,结果表明:全椒、马鞍山地震台的场地卓越周期小且背景噪声低;沈巷地震台卓越周期大且背景噪声高;三山地震台无明显卓越周期;地震台站背景噪声与场地响应曲线之间不存在一一对应关系。     

山东数字测震台站台基背景噪声分析

介绍了山东数字地震台网基本情况,计算了40个测震台站台基背景噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度（PSD）,进而计算地震台台基1—20 Hz地动噪声均方根值（RMS）和有效动态观测范围。根据计算结果,依照《地震台站观测环境技术要求》,对山东测震数字台网40个参评测震台站进行背景噪声级别分类,并分析不同台站背景噪声水平较低的原因,以期为测震台网的优化建设提供数据支持。     

北京市测震台网数字地震台站台基背景噪声分析

基于北京市测震台网连续三分量地震计波形数据,计算28个测震台站台基噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度（PSD）,进而计算地震台台基1-20 Hz地动噪声均方根值（RMS）和观测动态范围。结果表明,依照《地震台站观测环境技术要求》,北京市测震台网中有11个Ⅰ类台、9个Ⅱ类台、6个Ⅲ类台、2个Ⅳ类台。通过分析北京市测震台网数字地震台背景噪声水平,为测震台网的规划建设提供数据支持。     

浙江临安地震台阵勘选测试与背景噪声水平分析

在大中城市周边建设地震台阵,可解决城市内地震监测台站建设不便和背景噪声高等问题,增强人口密集区的地震监测能力。杭州湾地区沉积层较厚,建设基岩地震台站不够现实,为适应长三角区域的一体化发展,增强该区地震和非天然地震的监测能力,在浙江临安建设地震台阵。使用GL-PS60一体化宽频带地震计进行测点勘选工作,利用Welch平均周期法,对9个子台进行背景噪声功率谱估计。结果发现,背景噪声功率谱相关性较好,且与全球噪声模型一致性较好。在台阵勘选过程中,于2017年4月12日和13日分别记录到临安4.2级地震及菲律宾远震事件,波形清晰,表明初选台址效果较好,符合地震台阵建设要求。     

西昌流动地震台阵背景噪声特征分析

利用西昌流动地震台阵2013年1月至4月观测的垂直分量的地震连续波形数据,计算了各台站评价环境噪声的功率谱密度概率密度函数,对地震台站环境背景噪声特征进行了分析。计算结果表明,西昌流动地震台阵多数台站环境的噪声水平较低,平均噪声水平在0.01~10 Hz频段低于全球新高噪声模型(NHNM)的参考值,不同台站在0.1~1 Hz频段的噪声水平基本相同,更接近于全球新低噪声模型(NLNM)的参考值。当地震计架设在基岩上并采用密封措施后,可以有效防风和保温,并且降低了气压变化对地震计的干扰。     

鹤岗地震台阵勘选数据分析

作为"一带一路"地震台网项目的子项目,鹤岗地震台阵区域位置特殊,在地震监测中担负着重要使命。2019年,黑龙江省地震局采用Reftek-130B地震数据采集器和CMG-3T宽频带地震计,完成台阵前期勘选工作,连续波形记录时间30天以上,波形记录质量良好。利用该台阵已勘选的15个点位连续波形记录,估计各点位功率谱,通过绘制概率密度函数图和单频曲线,初步分析该地区背景噪声变化特征。分析结果表明,各勘选点位的噪声功率谱密度相对稳定,部分点位受人类活动影响,在10 Hz以上存在突变,3-5、3-6、4-4子台高频变化较为明显,勘选点位的背景噪声变化特征可为今后的地震台阵建设提供依据。     

2016年台风“尼伯特”激发微地动的频率特征分析

台风可以改变海面波浪状态并激发出微地动信号，该信号可以传播至陆地并被宽频带地震仪记录到。本研究以201601号台风"尼伯特"为例，利用短时傅里叶变换，分析了7月3日12时至7月9日0时台风期间中国台湾和日本114个宽频带地震仪垂向分量信号功率谱特征。分析结果发现，在7月5日至7月7日之间，当台风距离台站1500~2000km时，中国台湾、琉球群岛及屋久岛的33个地震台站的地振动信号功率谱密度值显著增强，7月5日前后，在0.4Hz频率左右出现功率谱密度值增强的现象，之后由高频转至低频，7月7日左右功率谱密度值增强频率变化至约0.2Hz。利用全球地震背景噪声能量辐射模型模拟KGM台站所在位置（128.22°E，26.76°N）的双频微地动功率谱，结果表明7月5日至7日0.2~0.4Hz功率谱密度值增强，频率由约0.4Hz变化至0.2Hz的现象为海岸线反射效应所致。     

基于大数据的强震临震前地震背景噪声异常分析——以2013年芦山7.0级地震为例

目前针对强震临震前震动信号的拾取和分析基本都是在有限的频带内开展,且分析的数据量时空范围有限。本文提出一种基于大数据的地震背景噪声计算和分析方法,对海量地震观测数据进行分布式噪声功率谱计算,数据采用2013年3—4月的四川地震台网记录的连续波形数据。通过对2013年四川芦山7.0级地震前四川地震台网记录的50Hz～200s范围内的多个频点时序变化进行分析,发现芦山地震距震中50km范围内的MDS台和BAX台在震前水平方向30～150s周期上噪声出现增强10～20dB且持续3～5天的情况,垂直向未发现明显变化,同时超出50km范围内的台站也未有明显变化。这种长周期异常变化很难通过传统的地震动信号拾取来发现,表明本文提出的强震临震异常分析方法可以用于发现和分析震前的长周期异常信号。     

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...     

流动地震观测背景噪声的台基响应

大规模流动地震台阵技术发展为高分辨率深部结构成像提供了重要基础,背景噪声是影响流动地震观测质量的关键因素. 为掌握流动地震观测噪声规律,发展流动地震观测降噪技术, 编制流动地震观测技术规范, 我们开展了针对不同台基流动地震观测背景噪声的观测实验与分析. 其中,山西省临汾市五个地点架设了共22个对比观测台站, 进行了超过一年半的连续观测. 通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度, 研究了不同场地条件和环境噪声下流动地震观测台站的噪声特征及其台基响应,分析了不同台基处理方式对噪声的抑制效果. 结果表明:(1)高频人为噪声和长周期自然噪声是影响流动地震观测质量的主要噪声, 可以通过增加台基深度和改善台基处理方式等方法降低其影响; (2)增加台基深度能有效地降低长周期噪声和高频噪声, 2 m深坑能使高人为噪声台站各分量的高频频段和长周期频段分别降低5 dB和10 dB; (3)由于其不稳定性, 沙子台基的水平分量在长周期频段一般要高于摆墩台基5 dB, 流动地震观测中推荐使用摆墩台基; (4) 台站位置、台站内部温度和空气流动都是影响台站噪声的重要因素. 在此基础上提出了不同场地条件和噪声环境下的台基处理建议和适合国情的移动地震台阵台站建设参考方案, 有助于流动地震观测野外工作的标准化和规范化.     

Analysis of broadband seismic noise at the German Regional Seismic Network and search for improved alternative station sites

The German Regional Seismic Network (GRSN) comprizes now 16 digital broadband stations equipped with Wieland-Streckeisen STS-2 seismometers, 24-bit dataloggers and a seismological data center at Erlangen. It covers the whole territory of Germany with station-spacings between 80 km to 240 km. The stations are sited in very different environments ranging from near shore at the Baltic Sea coast up to distances of about 700 km from the coast, both within cities and up to about 10 km away from any major settlement, industry or traffic roads. The underground varies from outcropping hard rocks in Hercynian mountain areas, sedimentary rocks in areas of Mesozoic platform cover to up to 1.5 km unconsolidated Quarternary and Tertiary subsoil. Accordingly, seismic background noise varies in a wide range between the upper and lower bounds of the new global noise model. The noise conditions at the GRSN have been investigated systematically by means of displacement power spectral analysis within the frequency range 10^-2 5 for RUE and > 10 for BSEG have been confirmed for frequencies between about 0.6 Hz 3 Hz. Strong lateral velocity and impedance contrasts between the outcropping Triassic/Permian sedimentary rocks and the surrounding unconsolidated Quarternary/Tertiary sediments are shown to be the main cause for the strong noise reduction and signal-to-noise ratio improvement at RUE and can account for about 50% of the noise reduction at BSEG.     

乌加河地震台、乌力吉地震台台基噪声特征对比分析

利用2020年5月1—7日乌加河地震台、乌力吉地震台波形数据,应用噪声功率谱概率密度（PDF）方法,计算2个台站的台基噪声,分析了2种观察环境下的台基噪声特征及影响因素。结果显示,在小于0.1 Hz频段乌力吉地震台台基噪声值明显大于乌加河地震台,说明地震计在小于0.1 Hz频段受环境温度影响的特征较显著;在大于1 Hz频段2个台站台基噪声值均有台阶性升高频段,这是由在该频段台基噪声受人为活动影响所致。     

宽频带流动地震台站中地震计浅井式安装研究

在井下地震观测中,各种地表背景噪声具有显著衰减作用,针对中国地震科学台阵现有大量非专用浅井式设计的Guralp CMG系列地震计,以及目前多个新获批项目在高背景噪声区域的观测需求,设计一种野外实用浅井观测方式,在北京国家地球观象台进行不同深度、不同井壁材质的观测对比实验,分析研究观测数据的背景噪声功率谱密度,结果表明,随着浅井深度的增加,地震背景噪声在垂直、水平向得到改善,改善程度随频率变化有所不同。分析认为,在华北现有地质环境下,6 m浅井是较为经济的观测方式,性价比高、占地小、施工简便,可用于后续多个项目的宽频带流动地震台阵观测。     

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。      

鹤岗地震台背景噪声分析

选取2015年和2019年在1月1日00时、06时、12时3个时段的数字地震资料,对鹤岗地震台进行台基地动噪声分析,确定台站的观测动态范围、地噪声功率谱密度及地动噪声RMS值,分析台站观测能力,找出影响观测的各种干扰因素。通过对该台站背景噪声的分析,有利于提高地震台站观测质量,为研究区域地震背景噪声积累数据。     

青藏高原东北缘祁连山地区地震台阵背景地噪声特征

基于祁连山地区78个地震台站的垂直分量连续波形记录,计算台站对之间背景噪声的互相关函数,并叠加得到5-10 s和10-20 s两个周期的瑞利面波信号。利用归一化振幅方法,分析不同周期范围的噪声源能量在不同方位随季节变化的规律。研究结果显示：祁连山地区5-10 s周期背景噪声的能量优势来源,夏季集中在110°-170°方位,冬季集中在300°-350°方位,但在110°-150°方位也有相对微弱的能量分布,表明第二微震带的噪声能量来源在夏季主要来源于太平洋的海洋活动,冬季主要来源于大西洋的海洋活动;10-20 s周期背景噪声的能量优势来源在夏季集中在70°-150°和170°-230°方位,在冬季则集中在290°-350°和70°-130°方位,表明第一微震带的噪声能量在夏季主要来源于印度洋的海洋区域,冬季主要来源于北大西洋和太平洋。由于2个周期的背景噪声源在祁连山地区存在明显的季节差异,因此在利用背景噪声方法研究该地区介质速度结构时,需充分考虑噪声源非均匀性产生的影响。     

巴里坤测震台背景噪声分析

选取2017—2021年巴里坤测震台数字观测资料,对近2 000 h波形数据,运用Welch平均周期法,计算得到该台台基背景噪声与噪声功率谱密度（PSD）及1—20 Hz地动噪声均方根值（RMS）。通过数据对比分析,认为2018—2020年,受G7、G575高速公路施工、人为干扰等影响,巴里坤测震台台基噪声水平不断升高,2019年噪声值达到最大。同时,对比巴里坤测震台在高速公路通行前后的背景噪声可知,2021年日、夜噪声差值高于2017年,且夏季高于冬季。