2016年青海门源MS6.4地震前的地磁变化

2016年青海门源MS6.4地震发生时,地震影响范围内的台站均出现了多种地磁异常,如Z分量加卸载响应比、Z分量日变幅逐日比、Z分量21点值的空间相关、地磁低点时间存在偏移等。统计震前与震后观测到的所有地磁异常现象,提取并分析其地磁异常,可为今后利用地磁方法预测地震积累经验和震例。     

2013年岷县-漳县6.6级地震震前地磁异常分析

区域地磁在一定范围内,在排除空间环境、仪器本身故障等因素的前提下,各地磁台所观测到的地磁曲线是具一定相关性的,但强震孕震过程中会引起电导率等电磁性质发生改变,从而改变台站间地磁本应呈现出来的相关性,因此地磁异常可以为震前地震预报提供有用信息。以2013年7月22日岷县-漳县6.6级地震为研究对象,对其震前地磁前兆异常进行研究。分析表明：震前有明显的低点位移异常现象,且在此次异常后36天发生了6.6级地震;地磁Z值的每日一值空间相关分析也出现了明显异常,从空间上看,相关系数与地震震中有很好的对应关系,震中刚好处在相关系数最低的位置;且地磁台的密集程度对计算区域相关系数具有较大影响。     

九寨沟MS7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_S7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。     

2018年云南通海MS5.0和墨江MS5.9地震前地磁垂直强度极化异常时空特征研究

利用云南11个地磁台站的秒采样观测数据,计算和分析了地磁垂直强度极化值Y_zh在2019年8月13日、14日通海M_S5.0地震前及2019年9月8日墨江M_S5.9地震前的时空变化特征。研究表明,地磁台站Y_zh值的幅度在震前会出现同步增强现象。而与以往的极化震例研究相比,Y_zh值的高值异常在震前出现时间要更早些,可能会在震前2~5个月出现,距发震时间越近,产生的异常幅值可能越大,异常持续时间也越长。同时,研究还发现2次地震主要发生在异常空间等值线的高值区内,尤其在零值阈值线附近,这可能对今后发震地点的预测有一定的指示意义。对比异常产生时段内的D_st指数,认为该高值异常并非由空间电流体系所引起。     

2017年精河MS6.6地震前地磁异常特征分析

2017年8月9精河发生M_S6.6地震,距震中300km范围内的温泉台、克拉玛依台、乌鲁木齐台捕捉到此次地震前的地磁异常信息,本文对此进行了分析和总结,结论如下：①地磁谐波振幅比反应了观测点深部电阻率变化,2016年呼图壁M_S6.2、此次精河M_S6.6地震均发生在克拉玛依台地磁谐波振幅比异常下降之后的转折和恢复阶段;②震前83天、21天沿北天山断裂带分布的地磁台站逐日比和加卸载响应比均成组出现超限的高值,且异常高值的空间分布与震中位置有一定关联;③全国大陆地磁台站震前34天出现低点位移突变分界线,且异常集中于震中附近。     

2013年7月22日甘肃岷县—漳县6.6级地震地磁总场F空间相关异常分析

利用甘肃岷县—漳县6.6级地震震中距在1 000 km范围内的33个地磁台站地磁总场F₀₂点值,研究其空间相关系数在地震前后的变化。结果显示：（1）在本次地震前共有15个地磁台站存在空间相关低值异常,该异常平均持续22天;（2）异常幅度在一定程度上随着震中距的增大而减小;（3）在异常持续过程中,异常最低值时间基本统一;（4）异常起始时刻至发震时刻的平均时间间隔为54天,异常结束时刻至发震时刻的平均时间间隔为33天,该异常具有短期效应。并且,异常台站分布与该区域构造走向、余震震中和极震区展布有一定相似性,虽然存在地磁台站分布不均匀的客观事实,但该现象为研究地磁异常分布与构造之间的联系提供了素材。     

结合构造应力场探究地磁转换函数异常

变化的磁场是联系区域应力场和孕震区地球物理环境信息的天然媒介,而地磁短周期转换函数可以反映地下电阻率等物理信息,本研究利用有界影响估计法计算喀什地磁台地磁短周期转换函数实部Ar绝对值,并使用南天山西段及西昆仑地区的震源机制解资料反演了研究区震源机制一致性参数,其时序变化代表研究区应力场的变化。结合研究区应力场变化尝试探究地磁转换函数实部Ar绝对值异常对构造应力作用的响应。结果显示,当应力作用增强后,地磁转换函数在时间上出现同步或滞后的异常变化,表明应力在不断积累增强后,地下介质电阻率发生变化,从而引起感应磁场变化,因此得出应力变化是造成局部磁异常变化的影响因素之一,验证了地震前感应磁效应现象。通过研究8次中强震前应力场与地磁场转换函数变化,发现在6次中强震前均出现震前异常变化,两者在震前的变化有较好的一致性。研究还发现喀什地磁台地磁转换函数不同周期的实部Ar绝对值对不同方位的地震响应不同,可能与震源区地下介质各向异性差异有关。     

淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道（-848 m）和地表（+22 m）同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明：（1）地下无（或弱）磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;（2）地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;（3）地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.     

中国地磁台环境场的计算与分析

根据国际参考地磁场(IGRF)模型,计算出1945年5月—1990年5月中国部分地磁台的计算年均值,并与相应观测年均值比较,计算出地磁台各个地磁要素的磁异常值以及地磁台异常场的模量,本文的计算结果将为认识地磁台的地磁场环境、地磁台站资料评比提供依据。     

汶川MS8.0级地震前后ULF电磁辐射频谱特征研究

本文基于电磁波频谱理论研究方法,对2008年四川汶川M_S8.0地震前后金河、剑阁及郑州二砂三个电磁波台站的观测资料进行FFT和小波变换分析,研究了电磁辐射数据快速傅里叶频谱变化特征和在不同尺度下小波变化的分解,发现在汶川地震前确实有异常信息存在.结果表明:(1) FFT动态谱图像说明,地震前电磁波频谱变化特征较明显,在时间、频段上均显示了阶段性进程特征,且随着震中距的增大,辐射能量越小,异常出现的时间越晚;(2) 小波分解显示了地震前电磁波异常信号低频部分出现的时间较早;距震中较近的台站,异常信息在高频部分相对明显;距震中稍远的台站,异常信息在低频部分相对明显.     

地磁低点时间与经度的相关性分析

地磁低点时间在空间分布上的主要特征是随着经度变化而变化。为了求出这种变化关系的解析式,首先使用国家地磁台网的数据计算甘肃省近三年13个地磁台站的低点时间序列和低点时间的期望,并绘制了低点时间序列的频次分布图和概率密度曲线;然后对低点时间与台站经度的关系做线性回归,并指出这个线性回归方程应无限趋近于“格林尼治时间-经度”关系式。文章第一次提出台站经度与地磁Z分量低点时间的关系式,并提出它的趋近方程。各台站低点时间的期望就是地磁低点时间的正常背景值,它是判定地磁低点时间异常与否的参考标准。本文的工作完善和发展了丁鉴海先生的地磁低点位移法。     

2013年岷县—漳县6.6级地震前地磁日变化异常及机理分析

利用空间相关法对2013年岷县—漳县6.6级地震前后151个台站地磁垂直分量日变化进行分析,结果显示:(1)2013年7月3日、4日在震中附近分别出现16和17个台站的地磁Z分量日变化明显反相位异常,具有明显的分界线.(2)利用S变换方法对分界线两侧的天水和兰州台的Z分量日变化进行分频率相关系数计算,发现7月3日、4日...     

高压直流输电线对甘肃地磁观测的影响分析及应对措施

随着国家电网建设规模的不断扩大,越来越多的高压直流输电工程陆续投入使用,对线路两侧的地磁观测资料造成了不可避免的影响。目前有5条高压直流输电线路对甘肃地磁台站的观测造成一定程度的干扰。通过单台及多台观测资料对比的方法,识别高压直流输电线对地磁观测资料的影响,研究干扰特征,对正确预处理观测资料有重要的意义。结果表明:①高压直流输电对地磁Z分量影响明显,D、H分量不明显;②对地磁观测影响产生的形态主要表现为方波型、缓变型、梯形型、复合型等。通过总结高压直流输电对地磁观测资料影响特征及形态,有助于正确预处理观测资料及为今后实现计算机自动化处理提供依据。     

甘肃嘉峪关、瓜州地电场日变化与地电暴差异机理分析

通过甘肃省嘉峪关台地磁场观测资料,研究嘉峪关台、瓜州台磁静日地电场日变化的时频特征波;由地电场分钟值观测数据的时序叠加残差方法,研究嘉峪关、瓜州山的地电暴变化。结果表明:(1)两台地电场静日变化以两次起伏变化为主,无相位差,但两台之间日变幅差异较大;(2)地电场分量变化与地磁场正交分量变化显著相关;地电场与地磁场日变波形不同,极值时间有差异。2个台存在很明显的高频成分,在去除了高频变化后,其优势周期也相同,从大到小依次为12 h、8 h、24 h。地磁场H分量因存在磁暴影响,故高频变化较多,在去除了磁暴影响后,其优势周期从大到小依次为24 h、12 h、8 h;(3)当电磁暴扰动剧烈时,两台可以较清晰地记录到地电暴的完整变化。在发生电磁暴时,地电场与地磁场的相关性明显降低,且不同台、不同测向之间的变化幅度也不尽相同。两台东分量E_Y暴日的日变幅较静日明显增大,磁暴期间Y分量变化率与地电场东分量E_Y观测数据显著相关,由此说明:两台日变幅的不同与台站台址电导率有关,太阳风引起的电离层活动是引起了地电场日变化主因。引起电暴的原因可能不同于引起日变化的原因,主要是两台之间及不同测向之间的浅、深层电阻率和地质构造等诸多因素的结果。     

北京及邻区地磁总场频谱的分析研究

应用北京及邻区2min采样的地磁总场观测资料，分析了北京台与各临时台地磁总场的频谱特性与频谱幅比的时空变化。结果显示，该地区地磁总场的频谱幅度随周期增大呈下降趋势；各临时台与北京台的频谱幅比具有一定的时空变化，可能与该地区地下电磁结构、地震及构造活动有关。     

甘肃三个台地磁日变赫斯特指数的时序特征

选用甘肃嘉峪关、兰州和天水地磁台2011—2013年的观测数据,重点研究地磁垂直向日变化波形下行段的赫斯特指数变化的时序特征。结果表明,在此3年内,嘉峪关台和兰州台地磁垂直向日变化波形下行段的赫斯特指数变化范围分别是0.08和0.06,天水台在2012年存在一个赫斯特指数幅度超过正常变化范围的过程,在此过程完成后的2013年7月22日,在距离天水130km的漳县和岷县交界发生M6.6地震。结合其他学者的研究结果,认为这一赫斯特指数的异常变化过程可能反映了区域性地球深部(下地壳与上地幔)热物质运移变化而引起地球局部居里面变化,也可能是地震孕育过程在地磁日变中的表征。这一发现有益于进一步研究地磁日变异常的机理、震磁关系以及地震预报的探索。     

A new magnetic index based on the external part of vertical geomagnetic variations

Variations of geomagnetic components X, Y, and Z recorded in 19 Intermagnet European observatories in 2004 were analysed. The original data from all observatories were preliminarily processed. In the first step, periods longer than three hours were filtered out. In the second step, variations of vertical geomagnetic component Z were separated into external and internal parts. We introduced a non-dimensional index η defined as the square root of a ratio of the energy of the external part of the vertical component to that of the horizontal components. Maps of the surface distribution of a new magnetic index η for the area of Europe at selected time periods were created, and their time changes are presented. The time changes of η for selected observatories are also shown. Moreover, we discuss a very interesting phenomenon we discovered, that has never been described in geophysical literature. Namely, in the recordings of all the observatories we noticed the presence of very regular variations, observed almost exclusively in the vertical component Z, which is quite unusual. These regular variations occur in the form of sinusoidal “wave packets”. The amplitudes of these variations do not depend on the geomagnetic latitude and appear in the records of all the observatories we analyzed. They occur in quiet days, which suggests that their source is in the ionosphere.     

The effect of solar activity on the secular variation of the geomagnetic field in Romania

The 11-year solar cycle effect in the geomagnetic components H and Z is made clear for Surlari Observatory and 19 repeat stations for the interval 1952–1974. The correlation with Wolf number and its time derivative is discussed in terms of the effects of the external and induced current systems.The $\text{H}\text{?}$ data available for solar cycle 20 (1964–1976) were processed to give the geographical distribution of the secular variation impulse for epoch 1969.5 in Romania. It is suggested that this distribution might reflect the deep internal structure of the area considered.A qualitative correlation is noted between long-period solar activity and variation of the horizontal component of the geomagnetic field at some repeat stations.     

青海玛多M7.4地震前洞体应变异常分析

2021年5月22日,在青海省玛多县发生了M7.4地震。研究选用5月1日至22日同仁台、宕昌台、武都台和姑咱台洞体应变观测资料,采用多尺度小波分解方法处理。结果显示,在尺度11,较近的两个台北南向在震前均出现幅度明显增大的现象,总体显示出震中距越小形变幅度越大的特征。对于5月份的10日至14日和16日至20日两个时段的矢量运动轨迹进行比较,显示出明显不同的运动特征。另外,大武台和合作台地磁垂直分量的多尺度小波分解也表明,在尺度18,同样时段内也存在振幅增大的现象,这也印证了应变异常的可靠性。我们认为这个应变异常现象和其后发生的玛多M7.4地震有关,是青藏块体东向推挤的结果。结合其他学者的研究结果,我们推测这可能与震中区下方存在的高导层的运动变化有关联。但这只是一个初步研究,其详细的孕震环境和机理尚需进一步研究认识。