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     

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。     

泰安重力观测高频波动信号分析

系统分析了泰安重力观测资料正常和异常时信号的周期特征,研究了高频异常信号与台风、气压和强震之间的关系.结果表明:泰安重力观测正常时信号周期为2～4分钟,异常时信号周期只有2～3分钟,异常信号幅值约为正常信号的5倍;高频异常信号主要是由西太平洋洋面上生成的进入中国大陆或近海的台风引起的,占台风引起泰安重力出现高频异常信号的90%;重力高频信号与台风中心速度正相关,与台风距离负相关,并且随台风的结束高频信号也随之消失;少数高频异常信号与强震也有一定关系,占地震总数的17.24%;高频异常信号与气压变化无关.     

大震前重力地脉动异常分析

研究了高台地震台和兰州地震台在2008年5月12日汶川8.0级、2009年8月28日青海海西6.4级、2009年9月30日撒摩亚群岛8.1级地震前重力记录资料脉动幅度及频谱变化,总结了重力地脉动在时间域和频率域上的临震前兆异常特征,发现有与宽带地震仪低频波异常对应的异常信息,即震前时域脉动曲线出现纺锤型或喇叭口形态,0.1～0.14Hz的频幅最大值在震前几天加速增大直到发震.跟踪地脉动异常变化可以为地震短临预报提供有用信息.     

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。     

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。     

灯塔M5.1地震前沈阳地震台地脉动研究

对2013年灯塔M5.1地震前沈阳地震台JCZ-1T超宽频带地震计数字记录地脉动变化进行频域分析,经过大量多组不同频段的频域对比分析,确定了1.4~1.6 Hz和2~3 Hz频段在灯塔M5.1地震前沈阳地震台有地脉动异常变化,利用振幅值和频率做出了地震前地脉动幅度和频率变化曲线,并总结了灯塔地震前沈阳地震台地脉动的变化特征。     

泰安地震台重力扰动现象研究

利用滤波分析法对山东泰安地震台重力固体潮观测的分析表明,重力观测中存在大量高频扰动信号.通过与气象观测实况资料的对比发现,这些异常扰动信号除了受台风等热带气旋影响外,还明显与“冷空气”过境等区域强对流天气有关. 对泰安台JCZ-1甚宽频带地震仪观测资料的频谱分析和滤波处理进一步表明,区域强对流天气及台风对重力仪的影响频段均在1—8 s范围内,其中2—6 s区间影响最为显著; 强对流天气过程触发的扰动信号范围可以在1—16 s,但8 s后扰动信号对重力仪观测基本不造成影响,即重力仪对高频扰动信号的响应存在8 s的截止周期.JCZ-1甚宽频带地震仪的波谱分析还反映出扰动信号的动态特征,即强对流天气产生的扰动信号在发展、传播过程中,首先出现的信号频率较高,随着时间推移信号逐渐向低频演化,揭示了干扰信号传播的多普勒效应以及扰动信号激发源的移动特性.      

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。     

风暴及台风天气引起的微震现象分析

本文主要利用时频分析法,基于2016年以来山东省泰安台重力仪及宽频带地震仪观测到的资料,对风暴天气和台风天气引起的微震现象进行研究. 结果表明:这两种天气过程产生的微震信号的频率基本分布在2—20 s之间,能量集中在5—7 s,15 s附近存在一个能量平稳加强的频段;风暴天气产生的微震信号具有由高频向低频演化的动态特征;两种天气条件下产生的微震信号均具有连续、高频及持续时间长的性质,反映了微震信号激发源的移动特征。 结合泰安台微震与风暴和台风天气的一一对应情况,认为微震是一种与近海风暴或远海台风活动有关的微震动过程,而不是与地震有关的前兆异常。      

固体潮观测中的震颤异常波

在地震与固体潮台站的日常监测中,常发现有一些异常"脉动"信号叠加在固体潮曲线上.这些异常"脉动"与宽频带数字地震计的观测在时间上同步、一致,其中的一部分由发生在西太平洋上的热带气旋引起,而其他的则大多与强地震相伴随,统称为震颤异常波.本文介绍了华中科技大学的地震与固体潮观测台站(HUST)的概况,报道了该台应用 DZW重力仪和VS-1倾斜仪观测记录到的大量震颤异常波事例.大量观测事实表明:中国固体潮台站记录的震颤异常波,绝大多数只在DZW重力仪和VS-1倾斜仪的低通滤波1 通道(LP1)出现,而在其低通滤波2通道(LP2)和其他固体潮仪器中则罕有发现;震颤异常波的包络线大多呈"纺锤状"或"尾巴状",持续时间多为1~3天. 通过对震颤异常波和固体潮观测仪器的分析研究,得到以下结论:震颤异常波实际上就是一种来源复杂的地球脉动信号,响应范围广泛,可被宽频带数字地震计和固体潮仪器记录.由西太平洋上的热带气旋引起的震颤异常波的主要周期在3~7 s范围,而强震前的震颤异常波则除此外,还包含10~60 s及更长周期的信号.固体潮仪器对震颤异常波响应的差异是因为仪器的传递函数不同和特性所致. DZW重力仪和VS-1倾斜仪分钟值采样数据中的震颤异常波,只是真实信号的一种"混叠"或映射.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.     

重力仪与宽频带地震仪地震波信号分析及其在异常判定中的应用

以2011年3月11日日本东北M_S9.0地震和2013年11月23日3个典型地震(近震、 远震、 深远震)为例, 对泰安地震台JCZ-1甚宽频数字地震仪及LaCoste-PET重力仪的地震波信号进行频谱分析. 结果表明, 由于两套仪器的设计频率响应范围各有侧重, 其对地震波信号的采集能力也有所差别, 信号频谱分布也有所不同, 即地震仪卓越周期较重力仪偏小, 谱能量向高频方向集中, 而重力仪的频谱分布平坦且较地震仪响应周期大. 地震仪和重力仪对长周期地震波信号的响应仍有对应性和可比性, 对1 s以上的地震波信号均有响应, 对远震波形记录有较好的一致性. 宽频带地震仪和重力仪对地震波响应的特性, 为重力观测中阶变突跳等异常变化性质的判定提供了物理学指标, 对形变观测中可能出现的地震前兆异常的认识及判定具有重要意义.      

河北省数字地电场数据分析

通过分析总结河北省数字地电场的正常场和异常信息，发现正常记录除了显示日变周期外，还记录到了半日和三分之一日周期，比较长的周期还有半月周期等；干扰信息主要与电极极化及磁暴等有关，大磁暴干扰一般会出现高频信号，破坏正常日变形态，其主要表现为多台同步等幅信号；对台站的电场方向性研究发现，在正常时段电场记录方向性显著，而磁暴记录期内方向性较差，显示外空异常源方向比较复杂。最后对一些可能与地震有关的异常现象进行了分析探讨。我们认为，目前的多极距地电场观测对排除干扰及异常识别带来很大方便，但共用电极的观测方式为异常识别增加了障碍。     

琼中地震台重力仪记录同震响应特征分析

2013年2月6-8日圣克鲁斯群岛发生6次强震,琼中地震台的重力仪记录都有同震响应出现。本文从重力仪记录的面波的延迟时间、最大变形幅度、同震持续时间3个方面研究了6次强震的同震响应特征。     

Microseism Variations in Response to Antarctic Seasonal Changes in Sea Ice Extent

The temporal and spatial distributions of Antarctic sea ice play important roles in both the generation mechanisms and the signal characteristics of microseisms. This link paves the way for seismological investigations of Antarctic sea ice. Here we present an overview of the current state of seismological research about microseisms on Antarctic sea ice. We first briefly review satellite remote-sensing observations of Antarctic sea ice over the past 50 years. We then systematically expound upon the generation mechanisms and source distribution of microseisms in relation to seismic noise investigations of sea ice, and the characteristics of Antarctic microseisms and relationship with sea ice variations are further analyzed. We also analyze the continuous data recorded at seismic station BEAR in West Antarctica from 2011 to 2018 and compare the microseism observations with the corresponding satellite remote-sensing observations of Antarctic sea ice. Our results show that:(1) the microseisms from the coastal regions of West Antarctica exhibit clear seasonal variations, SFM with maximum intensities every April-May and minimum intensities around every October-November; while DFM intensities peak every February-March, and reach the minimum around every October. Comparatively, the strong seasonal periodicity of Antarctic sea ice in better agreement with the observed DFM; and (2) microseism decay is not synchronous with sea ice expansion since the microseism intensity is also linked to the source location, source intensity (e.g., ocean storms, ocean wave field), and other factors. Finally, we discuss the effect of Southern Annular Mode on Antarctic sea ice and microseisms, as well as the current limitations and potential of employing seismological investigations to elucidate Antarctic sea ice variations and climate change.     

Spectral development of microseism storms at the Oulu seismograph station,Finland

Summary In this study spectral development of microseisms at Oulu is discussed by means of power spectra computed from the recordings of a long period vertical seismograph. North Atlantic storm microseisms are found to be distinguished at peak frequencies in band 90–130 mHz while the main peaks of Norwegian microseisms occur at frequencies higher than 130 mHz. In both of these cases a low frequency side maximum is found at nearly the same frequencies as the main maximum in corresponding sea wave spectra. Fast moving storms associate with rapid changes in microseism spectra. A shift of peaks towards higher frequencies is found in connection with storm approach.     

Results of Analysis of the Data of Microseismic Survey at Lanzarote Island,Canary, Spain

From the data of a microseismic survey of the Lanzarote Island territory (Canary Archipelago) we obtained a microseisms amplitude distribution in the frequency range 0.3–12.5 Hz. We found a distinguished anomaly such as an amplitude depression, whose size and magnitude depend on the frequency. After studying the statistical and polarization properties of microseism signals we proposed a model explaining this depression, based on the presence of a rigid intrusive body in the center of the island. Results of our survey coincided well with independent detailed gravity survey results whose interpretation also implies the presence of intrusion. We estimated shear-wave velocity for the rocks of intrusion and for surrounding rocks using microseismic data.     

基于中国内陆大孔径地震台阵的Rayleigh面波噪声源分布特征研究

Rayleigh面波地震背景噪声成像技术已被成功运用到全球范围不同尺度的地球内部结构的研究中,并以背景噪声场是时空均匀分布为前提假设.然而真实的噪声源分布的时空非均匀性将导致经验格林函数提取存在偏差,最终影响噪声成像结果的精准性.近年来,噪声源分布特征研究逐步成为提高噪声成像精准度、深化地震背景噪声成像的关键问题.本文利用频率-波束域分析法对中国西北地区的一个大孔径台阵(WuTan Array,简称WTA)在2014全年的垂直分量连续记录做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪声源分布特征.结果显示:WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围的来自于全球不同方位的Rayleigh波噪声信号,其源区分布具有明显的季节变化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季则转为印度洋方位噪声信号最强.此外,Rayleigh波噪声源区空间分布还表现出一定的频率依赖性,即在较低频段(0.0488～0.0635Hz)在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四个方位均有分布;而在频率较高频段(0.0928～0.1025Hz)则集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪声源时空分布特征和频率依赖性与海洋活动本身的季节性变化和频谱特征有关.并初步推测本文所观测到的Rayleigh波是由加剧的海浪运动直接作用于海岸、大陆架或海底而激发产生的第一类地脉动噪声信号.     

琼中地震台连续重力变化特征

收集了2009年以来琼中地震台（以下简称琼中台）连续重力观测数据,经对原始数据进行突跳、台阶和删除错误数据等处理,计算分析了琼中台重力潮汐变化数据特征、M₂波潮汐因子变化特征和典型事件的观测数据频谱特征。结果表明,琼中台连续重力观测数据除包含了固体潮、零漂等长周期信号外,也记录到了地震和台风等高频信号。对于记录到的7.0级以上强震,地震信号的频率主要分布于0.3 Hz以内;台风引起的扰动信号则主要分布于0.1—0.4 Hz频带内。同时,2009年以来,琼中台连续重力原始数据及其M₂波潮汐因子无明显前兆异常。