用福建连续重力资料研究台风“麦德姆”活动特征

福建省地处我国东南沿海,每年5—10月都会受到台风的侵袭,目前建有厦门、漳州、福州三个连续重力观测台站。以2014年第10号强台风"麦德姆"为例,利用重力观测资料研究:(1)台风引起的地脉动信号的强度和卓越频率的变化规律;(2)台风卓越周期与台风强度和移动速度的关系;(3)连续重力资料非潮汐信息提取。结果表明:(1)台风靠近台站时地脉动信号增强,登陆后迅速减弱,福州台记录的信号卓越频率要比其他台站高;(2)台风卓越周期与台风强度和台风移动速度的关系比较复杂;(3)用现代滤波器能有效滤除长期存在的干扰信号。     

黄梅台宽频带倾斜仪记录的台风扰动特征分析

利用黄梅台VP宽频带垂直摆倾斜仪在台风“巴威”（BAVI）和“烟花”（IN-FA）经过期间记录的连续观测资料,通过小波分解和傅里叶变换,分析台风引起的地脉动信号的扰动特征和频谱特性。结果表明：台风扰动幅度随着台风进程呈现出上升—峰值—下降的规律,与台风风速、台风中心与台站距离有良好的相关性;台风引起的地脉动信号的优势频率范围为0.13—0.3 Hz,对应周期为3.3—7.7 s。     

台风激发的第二类地脉动特征及激发模式分析

0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风"森拉克"和"黑格比"激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式:(1)近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;(2)台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现:第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响.     

强台风对汶川大地震和昆仑山大地震“震前扰动”影响的分析

2008年8.0级汶川大地震发生前约40 h起,中国地震局测震台网中的宽带地震仪、重力仪和倾斜仪都记录到了明显的低频扰动现象.然而,在此期间西太平洋上空产生了一次强台风Rammasun（威马逊）;与此类似,2001年8.1级昆仑山大地震发生前约60 h起,国家地震局测震台网中的宽带地震仪也记录到了明显的低频扰动现象,在此期间中国南海上空产生了一次强台风LingLing（玲玲）.本文针对这两大地震的“震前扰动”现象进行了研究,旨在探讨其“震前扰动”现象是否与台风引起的巨浪产生的地脉动效应有关.我们的研究结果表明：在中国内陆观测到的异常扰动与台风路径以及台风的强度密切相关.近海台风可在中国大陆内地引起明显的异常扰动;而远离大陆海岸位于深水海域上空的台风,很难在中国大陆内地引起明显的异常地脉动变化.台风LingLing的路径距离中国海岸最近处仅有约700 km,而台风Rammasun距离中国大陆海岸最近处却达1300 km.本文的对比分析研究表明：路径和强度类似于LingLing的台风在中国内陆可引起明显的异常扰动.因此,中国内陆和沿海许多地震台记录到的昆仑山大地震的“震前扰动”源于LingLing地脉动效应的可能性较大;但位于新疆的地震台记录到的扰动信号频率却明显偏低,这一现象值得注意.路径和强度类似于Rammasun的台风很难在中国内陆引起明显的异常扰动,因此汶川大地震的“震前扰动”完全源于台风Rammasun地脉动效应的可能性较小.汶川大地震的“震前扰动”产生的原因和机理值得我们去进行深入的探讨和研究.     

台风引起的重力扰动现象

山东省泰安台LaCoste-PET型重力仪安装以来,出现了几次固体潮“脉动加粗”的情况．用高通滤波进行信息分离后发现,“脉动加粗”与2008年登陆我国最强的３次台风发生时间有很好的对应．烟台SSQ-2型倾斜仪表现出与重力仪同步“脉动加粗”的特征,泰安台JCZ-1型地震仪在台风发生期间也观测到了“纺锤形”振幅加大的情况,台风信号卓越周期为3—7s．分析结果表明,重力仪及倾斜仪的这些异常变化均是台风引起的扰动,“扰动”信号的频率、幅度在重力仪的监测能力内．“扰动”的出现与台风发展强度、移动速度及地理位置有关．      

利用奇异谱分析方法研究乌什gPhone重力仪高频特性

<正>国内外科学家已经在利用重力仪高采样率资料发现了地震前的不明原因、台风引起的地脉动信号以及地球自身的地脉动(hum)等信号。其中利用重力仪观测到的地震前的不明原因的高频信号的研究尤其得到关注。由于地震前的高频信号可能受到其他能够引起正常地脉动信号异常。因此,本研究对地处内陆的乌什地震台山洞中进行连续重力观测的gPhone重力仪产出的秒采样数据,采用奇异谱(SSAM方法)分析     

河南及邻区宽频带地震仪大震前地脉动信号分析

选取2008年4月27日—5月13日河南及邻区宽频带地震资料,对全球3次M≥7.0地震前地脉动时域、频域、幅值进行分析,发现地震前2.4—3.6天地脉动出现低频异常,幅值与震级、震中距有关;前两次地震前低频异常优势频率分布在0.20—0.30Hz,而汶川8.0级地震前两个频段显示异常,分析认为,0.18—0.25 Hz频段异常与台风扰动有关,0.11—0.18 Hz频段异常与汶川地震相关。分析近海台风对地脉动的影响,发现台风期间,0.15—0.25 Hz频段地脉动显示异常,幅值变化与台风过程基本同步。     

用福建连续重力资料研究台风“麦德姆”活动特征

<正>1台风信号频谱特征2014年第10号台风"麦德姆"在横穿台湾岛之后,于7月23日15时30分在福建福清沿海登陆,登陆时强度由台风减弱为热带风暴。为研究台风期间福州、厦门、漳州3个连续重力观测台站记录的地脉动信号强度和卓越频率随时间变化过程,编写了傅里叶变换Matlab程序代码,运行结果图略。台风从趋近到远离台站,信号强度从增强到减弱。其中福州台记录到台风登陆时信号强度迅速减弱,之后信号又增强然后     

西太平洋台风对上海地区钻孔应变的低频扰动特征分析

基于上海佘山台四分量钻孔应变仪在6次西太平洋台风期间的观测记录,利用小波分解、优势振动方向等处理方法提取出台风所激发的显著低频扰动信号,并详细分析扰动信号在时频域及空间域的表现特性.结果显示:在低频区间,台风激发的扰动信号优势周期为2～4 min,信号能量随台风进程而变化,并主要与台风量级、台风中心的位置(海上或陆域)...     

云南测震记录数据对台风登陆过程的响应

针对云南省香格里拉县发生的2次地震的"震前扰动"现象,以及同时期在关岛西南部海面上发生的超强台风Utor活动情况,对云南省部分数字地震台站观测到的异常扰动信号的频谱特征及持续时间进行分析研究,探讨震前低频扰动现象是否与台风引起的巨浪产生的地脉动效应有关。结果显示,"震前扰动"现象确与台风路径以及台风的强度密切相关,异常扰动信号开始时间基本与台风进入大陆架时间一致,台风引起的异常扰动信号的优势频率为0.15~0.3Hz。     

地震前兆还是其他因素？——与“汶川大地震宽带地震仪短临异常及成因初探”作者商榷

本文仔细分析了我国宽带地震仪记录和论文“汶川大地震宽带地震仪短临异常及成因初探”提供的数据,探讨了5.12汶川8.0级强烈地震前后记录的“异常”现象,对该论文观点提出了质疑.有理由推测,该“短临异常”并非地震前兆,它最可能是在此期间在西太平洋的02号强台风“威马逊”激发的脉动异常.     

汶川大地震前非台风扰动现象的研究

为了区分汶川大地震的震前扰动现象中的台风因素和非台风因素,本文研究了中国大陆宽带地震仪在汶川大地震前记录到的异常扰动信号的时频特征.研究结果表明汶川大地震的震前扰动主要由两种扰动构成,二者动态特征完全不同.其中优势频率为0.2～0.25 Hz的扰动主要与台风Rammasun有关.这种台风扰动在沿海地区较强,在内陆地区较弱,其震动源在靠近台风运动路径的海底.另一种优势频率为0.1～0.18 Hz的扰动与台风无关,这种非台风扰动在地震发生前约10 h突然急剧增强,其最大值出现在地震爆发时刻.非台风扰动在靠近震中的地区较强,在沿海和西部地区较弱.震源扰动扫描算法计算初步定位的结果显示其震动源不在海底,而是分散在震中附近的内陆地区.汶川大地震前的非台风扰动是否与汶川大地震有关,值得进行更深入的研究.     

汶川大地震“震前扰动”存在“第三类脉动”吗？

采用国家地震台网数十台地震仪的观测资料研究了汶川大地震和昆仑山大地震的“震前扰动”现象,结果表明,“震前扰动”现象与强台风的影响密切相关,适用于英国海洋学家Higgins的海浪非线性干涉理论中的“第二类脉动”.然而,通过对信号时频特征的细致分析后发现：“震前扰动”信号存在着明显的“时频偏移”现象,不完全符合“第二类脉动”的特征.因此本文认为,汶川大地震的“震前扰动”除了包含“第二类脉动”信号外,还可能存在着“第三类脉动”,这对强震短临前兆的研究有重要意义.     

汶川8.0级地震前定点形变异常特征

对汶川8.0级地震震中周围800 km范围内近50个定点形变台站资料作小波变换处理,发现从震前3个月开始,30个台站资料处理结果显示有异常出现.距震中200 km以内的台站,其异常信息主要集中在小波分解的细节部分第6层;距震中200-550 km范围内的台站,其异常主要集中在第7层或第8层;距震中550-650 km范围内的台站,其异常主要集中在第8层或第9层.表明异常信息的频率随着各台站距离震中的远近呈现由低到高的特征.     

区域网GPS观测得到的2008年汶川MS8.0地震前的地壳水平运动

2008年5月12日汶川（31.0°N,103.4°E）MS8.0大地震发生在中国地壳运动观测网络区域网GPS观测站相当密集的地区．1000个站的GPS 非连续观测区域网分别在1999,2001,2004年和2007年作了4次观测．震前区域网GPS观测站得到的水平位移表明,汶川大地震主要力源是印度板块向北对中国大陆的挤压,但同时也受到东部与南部板块的挤压．与其它地区相比,震前震中附近水平位移最显著的特点是,汶川地震发生在南北地震带上位移分叉部位,即震中北部明显向东北位移,震中南部明显向东南位移,而震中附近的水平位移则明显小于其北面和南面的水平位移．简要讨论了应变计算结果的精度．为获取地震前的异常信息,分别采用趋势曲面拟合和统计方法研究了汶川地震前（1999—2007年）区域网的应变积累,寻找震中的大致区域．除了2001年昆仑山口西大地震震中及其周围地区外,1999—2007年震前区域网的应变积累的趋势曲面拟合表明,汶川地震发生在中国大陆第一剪应变积累大、范围最广的区域的东侧,且在此区域内积累较大的面压缩区的东北边缘．应变分量的统计分析表明,震前其分布在此区域及其附近同样有明显的异常,剪应变和面膨胀积累均增强．      

汶川大地震宽带地震仪短临异常及成因初探

2008年5月12日8.1级汶川大地震发生后,我们对国家测震台网的40台宽频带地震仪在5月7日~5月13日的观测数据进行了分析.结果表明,汶川大地震前有明显的短临异常: 各台站在大地震发生前1~3天内不同程度检测到了低频异常颤动,颤动振幅逐渐增大,一直持续到大地震发生,信号周期范围为2~10 s.重力仪和倾斜仪也观测到了这类颤动信号.汶川大地震前的异常颤动信号几乎遍布中国大陆,但在西部较弱,东南部较强,尤其在华南地块靠近菲律宾板块的边界处颤动信号很强.因此我们的初步推测是：异常颤动产生的可能原因是地震爆发前华南地块可能开始了慢滑移,滑移时的摩擦产生低频颤动.     

震前重力扰动与台风引起的重力扰动主频率特征分析

基于中国大陆构造环境监测网络的连续重力观测数据, 对于田M_S7.3地震、 鲁甸M_S6.5地震、 景谷M_S6.6地震和皮山M_S6.5地震前几天的重力扰动信号主频率特征及2014年台风“威马逊”、 “麦德姆”和“黄蜂”引起的重力扰动主频率特征进行了研究。 结果表明: 震前重力扰动信号和台风引起的重力扰动信号频率范围很接近, 对应周期为4~7 s, 单从频率大小无法对两者进行区分; 在不受台风影响的情况下, 不同台站震前重力扰动信号主频率极差和标准差均小于0.02 Hz, 而台风引起的不同台站重力扰动信号主频率极差和标准差均大于0.02 Hz; 通过主频率极差和标准差这两个指标可以很好地将震前重力扰动与台风引起的重力扰动进行有效区分, 这将大大推进连续重力观测在强震短临监测中的应用, 为构建地震预报定量指标体系提供相关依据。     

Horizontal crustal movement before the great Wenchuan earthquake obtained from GPS observations in the regional network

The great Wenchuan earthquake of M8.0 on May 12, 2008, occurred in an area with dense GPS observation stations in the regional network of the Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC). Non-continuous observations were carried out at the 1 000 GPS stations of the regional network in 1999, 2001, 2004 and 2007. The horizontal displacements at GPS stations in the regional network before the Wenchuan earthquake show that the main driving tectonic force of the earthquake was the northward pushing of the Indian plate, added at the same time by the pushing of plates on the east and south. In comparison to the displacements in other regions, the horizontal displacements near and around the seismic area is characterized by diverging eastward displacements, that is, the stations to the north of the epicenter moved in the ENE direction while those to the south of epicenter moved in ESE direction with smaller displacements at stations near the epicenter. The accuracy of the estimated strain results is briefly discussed. In order to obtain the anomalous information before the earthquake, the methods of both best fits by trend surface and statistics have been used in the study for finding the future epicentral area from the strain accumulations in the regional network observed from 1999 to 2007 before the Wenchuan earthquake. Besides the epicentral area of the western Kunlun mountain pass earthquake of M8.1 in 2001, the results of best fits by trend surfaces of the strain accumulations from 1999 to 2007 in the regional network show that the Wenchuan earthquake occurred at the eastern fringe of a large area with relatively large accumulations of the first shear strains and also at the northeastern fringe of a smaller area with significant accumulated areal compressions. The statistics of the accumulations of the strain components demonstrates that they also showed anomalous distribution patterns in this area and its neighborhood with increasing accumulations of both shear strains and areal compressions.     

汶川地震前后波速比变化特征的再研究

收集整理了四川省地震台网1990—2012年产出的地震直达波震相数据, 利用单台多震和达法对2008年汶川M_S8.0地震前后四川地区的波速比变化特征进行了分析研究(共筛选出13个数据量较为丰富、 连续性较好的台站). 结果显示: 其中位于龙门山断裂中北段西侧的4个台站, 震前出现长达7年左右的中长期波速比低值异常; 其它9个台站的波速比震前变化基本稳定. 震前波速比出现异常的4个台站的分布与汶川M_S8.0地震孕震区范围大体一致, 从而为研究汶川M_S8.0地震前是否存在地壳介质特性的时间变化过程, 提供了有力的判定依据.