地震计与垂直摆倾斜仪同点观测数据对比

利用垂直摆倾斜仪与地震计进行同点观测对比实验。将传感器输出信号统一采样后,以时域背景噪声包络为标准对数据进行统一量化,计算振幅谱,根据振幅随频率的变化判断2种仪器对不同信号的检测能力。在此基础上,以背景噪声、地震波、固体潮汐为天然测试信号测试2种仪器的检测能力。结果表明,对于固体潮汐所在的长周期频段的信号,垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计,地震计在该频段的记录数据主要来源于仪器噪声;对于远震面波,2种仪器皆有较好的记录效果,其中垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计;近震及地方震引起的高频地震动处于垂直摆倾斜仪设计的响应通带之外,数据可比性不大。     

新冠疫情防控措施对新疆地区地球背景噪声影响分析

2020年7月中旬至8月下旬,新疆地区采取疫情防控措施。选取2020-06~2020-09新疆台网28个宽频带数字地震计的波形数据,获取相应的PSD（功率谱密度）和PDF（概率密度函数）,统计不同频段PSD值分布情况,分析疫情期间新疆地区噪声水平变化特征。结果显示,受新冠疫情的影响,乌鲁木齐地区高频段（2~20 Hz）噪声水平下降4.5%,其他地区也出现不同程度的降低,主要影响因素为人类活动的持续减少。同时,这种噪声减弱现象也由地表传达到地下。     

河南省测震台网背景噪声特征分析

利用河南省测震台网2008～2012连续波形数据,通过计算三分量地震计记录到的波形数据的功率谱密度和相应的概率密度函数,对河南省全省测震台网背景噪声进行分析。结果表明,背景噪声与人文、自然环境以及区域第四系覆盖厚度相关,深井架设方式能有效降低高背景噪声干扰。通过分析不同类型台站的背景噪声特征,为台站优化改造及新台建设提供依据。     

内蒙古东部预警基准站同台测震与强震背景噪声特征

对内蒙古东部地区不同区域5个预警基准站同台测震和强震在2022-06的连续波形数据进行背景噪声特征分析。结果表明,5个预警基准站测震的RMS值均低于强震,且RMS值在30 d内变化不大,背景噪声源较为稳定。各基准站测震与强震1～20 Hz频带内各频点噪声功率谱均受人为活动影响,呈现较强的规律性,主要体现在大于2 Hz频段。对比功率谱密度(PSD)概率密度函数(PDF)分布发现,强震在记录小于10^-1 Hz噪声信号时不可靠,且在14 Hz左右的峰值频段会受近场干扰影响。     

地震计阶跃标定信号去除方法研究

为去除地震计记录信号中的阶跃标定信号,将理论阶跃信号与多项式拟合方法相结合,提出一种去除阶跃标定信号的方法。通过对比不同时段地脉动信号的功率谱密度(PSD)发现,应用本文方法去除阶跃标定信号后的地震信号的PSD与真实信号的PSD较为接近,同时地震信号的各种震相可被清晰还原。     

沙尘暴对测震台站环境噪声干扰的特征分析——以二连浩特台为例

通过计算二连浩特测震台站地表和井下连续观测数据的加速度PSD值和相应的PDF值,研究沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰特征及井下观测对减小沙尘暴影响的效果。结果表明,沙尘暴对测震台站环境噪声水平有较大干扰,主要体现在4 Hz、9 Hz附近及10~20 Hz和低于10 s频段。其中,沙尘主要影响10~20 Hz频段背景噪声;大风主要影响4 Hz、9 Hz附近背景噪声;低于10 s频段的三分向背景噪声受干扰特征与风向有一定的相关性;10 s~4 Hz频段沙尘暴对环境噪声水平没有影响。井下观测能较好地压制沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰。     

陆态网络太原台gPhone重力仪背景噪声水平研究

基于陆态网络太原台gPhone重力仪1a的观测记录,在地震频段(200~600s)、亚地震频段(1~6h)和潮汐频段(周期大于6h)研究其背景噪声水平,并与全球超导重力仪SG的背景噪声进行比较。结果发现,潮汐和大气改正可以一定程度上改进重力数据的功率谱密度PSD,尤其是在亚地震频段和潮汐频段。经计算,太原gPhone重力仪在地震频段、亚地震频段和潮汐频段的背景噪声水平分别为3.641、4.659和5.359。gPhone重力仪的噪声水平在地震频段和亚地震频段均高于SG的噪声水平,但是在频率低于0.8×10-4 Hz时,gPhone重力仪的噪声水平低于新低噪声模型NLNM。此外,分析gPhone重力仪记录的2014年智利Mw8.1地震激发的自由振荡信号表明,虽然gPhone重力仪的噪声水平高于超导重力仪,但其依然能够清晰检测到地球自由振荡信号,验证了gPhone重力仪不仅适合研究长周期潮汐和亚地震模,也可以清晰获取地震频段的地球自由振荡信号。     

库尔勒台JCZ-1T型地震计近震震相特征分析

分析库尔勒台超宽频带JCZ-1T型地震计记录的不同震中距的近震波形特征,发现新疆部分区域记录的地震波形有其特殊的特征：1）震中距小于230 km时,记录到Pg、Sg波;震中距大于230 km时,可以记录到首波Pn;2）除昆仑山特殊区域外,震中距大约为500 km时,面波发育不完全;3）震中距约大于700 km的喀什-乌恰交汇区范围,Pg、Sn波发育不清晰。     

汶川地震泉州台强震仪与地震仪的记录分析

对安装在泉州地震台的SLJ-100型加速度计强震仪和CTS-1型地震仪记录到的汶川Ms8.0地震波进行对比。结果显示:1)在频谱方面,两种仪记录在0.012～2 Hz内基本一致,在低频段由于仪器响应不同存在差异;2)波形和相对位移反应谱方面,经基线校正和带通滤波后的两种记录呈现相当高的一致性;300 s周期内的相对位移反应谱表明,基线校正并没有引入不可接受的长周期噪声干扰。     

2015-12-07塔吉克斯坦MS7.4地震震相特征分析

2015-12-07塔吉克斯坦发生MS7.4地震,震中地点距乌什和库车2个国家地震台分别约665 km和930 km。对于此次地震,乌什台记录到的主、余震多数首波Pn震相清晰,Sg震相不清晰,识别较为困难;而库车台记录到的主、余震首波Pn震相清晰,Sg震相不清晰。通过对2个台站记录到的主、余震波形进行对比,分析震相三要素(相位、周期、幅度)及波形特点,认为Pn震相及Sg震相是乌什、库车地震台记录塔吉克斯坦地震的主要定位震相。     

测震井下观测压制背景噪声特征分析

利用赤峰台井下和山洞观测、二连浩特台井下和地表观测测震数据,通过计算其加速度PSD值和相应的PDF值及1~20 Hz频段RMS值,研究井下观测压制测震台站背景噪声的特征。结果表明,在大于2 Hz频段,井下观测相比于山洞和地表观测有显著的压制背景噪声特征,尤其在大于9 Hz频段压制背景噪声特征突出;在16 s~2 Hz频段,井下、山洞、地表观测测震台站背景噪声水平一致性较高,井下观测在该频段不能压制背景噪声;在低于16 s频段,井下观测相比于山洞和地表观测有一定的压制背景噪声特征。通过井下观测可有效降低测震台站背景噪声水平,从而提高观测数据质量。     

九寨沟MS7.0地震应急流动台站噪声水平分析

选取九寨沟MS7.0地震应急流动台网6个台站2017-08-14～12-31记录的三分向连续波形资料,通过计算噪声功率谱密度及相应的概率密度函数分布,统计不同频率噪声水平PSD值的分布,对比地球新噪声模型,分析应急流动台网台站噪声水平的变化特征。结果表明,流动台站高频段噪声没有明显的地理空间分布特征,影响台站水平和垂直分向噪声水平的噪声源不同或者同一噪声源在水平和垂直分向的强度不同;受人为噪声和自然噪声的影响,平均噪声水平明显高于NHNM和NLNM的平均值,部分台站接近或高于NHNM。人为噪声和自然噪声都是宽频的,人为噪声与人类生产、生活作息相关,具有明显的昼夜变化,且在固定时段内可以产生某单一频率的固定噪声;自然噪声中小溪流水可以产生持续的高频噪声,不同频段的噪声水平也不同,没有明显的昼夜变化。     

Rockfall seismic features analysis based on in situ tests:frequency,amplitude, and duration

In the seismic event classification,determining the seismic features of rockfall is significantly important for the automatic classification of seismic events because of the huge amount of raw data recorded by seismic stations in continuous monitoring. At the same time, the rockfall seismic features are still not completely understood.This study concentrates on the rockfall frequency content, amplitude(ground velocity), seismic waveform and duration analysis, of an artificial rockfall test at Torgiovannetto(a former quarry in Central Italy). A total of 90 blocks were released in the test, and their seismic signals and moving trajectories were recorded by four tri-axial seismic stations and four cameras, respectively. In the analysis processing,all the artificial rockfall signal traces were cut separately and the seismic features were extracted individually and automatically. In this study, the relationships between a) frequency content and impacted materials, b) frequency content and the distance between block releasing position and seismic station(source-receiver distance) were discussed. As a result, we found that the frequency content of rockfall focuses on 10-60 Hz and 80-90 Hz within a source-receiver distance of 200 m, and it is well correlated with impacted material and source-receiver distance. To evaluate the difference between earthquake and rockfall, 23 clear earthquake signals recorded in a seven month-long continuous seismic monitoring, carried out with the four seismic stations, were picked out, according to the Italian national earthquakes database(INGV). On these traces we performed the same analysis as in the artificial rockfall traces, and two parameters were defined to separate rockfall events from earthquake noise. The first one, the amplitude ratio, is related to the amplitude variation of rockfall between two stations and is greater than that of earthquakes, because of the higher attenuation occurring for rockfall events, which consists in high frequencies whereas for earthquakes it consists in low frequencies. The other parameter, the shape of waveform of signal trace, showed a significant difference between rockfall and earthquake and that could be a complementary feature to discriminate between both. This analysis of artificial rockfall is a first step helpful to understand the seismic characteristics of rockfall, and useful for rockfall seismic events classification in seismic monitoring of slope.     

河北VP型宽频带垂直摆倾斜仪映震效能及时频特征分析

利用河北地区8套VP型宽频带垂直摆倾斜仪的连续观测资料,从映震特征及映震能力等方面讨论其映震效能,并对其时频响应特征进行分析。结果显示：1）河北地区宽频带垂直摆倾斜仪的映震能力与震级和震中距正相关,与震源深度负相关（崇礼台除外）;对于同一地震而言,各台站震中距的远近与仪器映震能力相关性不大。2）8套仪器均能记录到较为完整的远震地震波信息,从波形上能够清晰看到P波与S波的起始时刻。3）时频分析结果显示,仪器能够记录到较为完整的面波信号,但受采样率的限制,体波（P波和S波）信号记录不全,无法记录到0.5 Hz以上的信号。4）由于厂家修改了崇礼台仪器的高端截止频率参数,调整后仪器记录的高频成分增多,信噪比降低,对浅源地震的映震效能产生了与其他仪器相反的结论,对该仪器参数的修改结果需作进一步验证。     

钻孔体应变高采样率观测实验

分析TJ-2型钻孔应变仪记录与测震仪记录的结果表明:该应变仪对于100 Hz的采样率有良好的频率响应,能够记录完整的地震波;从近震到极远震,其频响范围与测震仪基本一致,且频响的变化一致性很好,在一定的约束条件下,应变地震波与地震波在时域与频率域能够高度吻合;但该应变仪记录的S波较弱。     

利用EEMD及超导重力数据探测超低频地球自由振荡模态分裂信号：探测实例

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据,采用EEMD分解技术及叠积技术,检测了频率小于1 mHz的低频地球自由振荡的简正模（3S1、0S4、0S5）及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差,然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量,提高了探测低频自由振荡信号的信噪比,使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明,经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号,得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。     

地震背景噪声中Lg波的提取

以鄂、湘、粤地区27个宽频带测震台站2 a的连续波形数据为例,对单台每日的连续波形数据进行去除仪器响应、去趋势、去均值、剔除地震事件和干扰及滤波（2.5~8 s）处理后,在互相关叠加数据中识别出了清晰的Lg波。另外,尝试通过叠加时间长度校正及用双台双震源法对几何扩散、噪声源强度的方位角变化和场地效应进行校正,并计算Q值。研究结果表明,对传统的地震背景噪声数据处理方法作适当修改后,噪声互相关叠加数据中可以提取出Lg波。     

应用地震连续形变观测技术有效监测地震前兆

依据地震观测技术的基本原理和大量观测事实,给出统一的地震连续形变观测技术仪器的特性曲线,分析和解释其对“前兆”信息响应差异的根本原因。地震连续形变前兆仪器对地震及其前兆响应的差异是因为仪器的传递函数不同和特性所致;其前兆观测中的分钟值采样数据中发现的震颤异常波,只是真实信号的一种“混叠”或映射,难以反映真实的地面运动。强震前的震颤异常波是否与地震有关？是否是震兆？尚需做更深入细致的分析和研究。