基于平滑伪魏格纳-维勒时频分析的地磁数据研究

基于中国大陆西部地区(108°E以西)地磁台站数据, 利用平滑伪魏格纳-维勒(SPWVD)分析方法, 对其进行时频计算。 通过对2007年至2015年间的M_S6.3以上强震(选取岷县地震、 芦山地震、 鲁甸地震3个典型震例)周围台站地磁Z分量滤波后周期为4.4 h的振幅变化进行分析, 得到如下结论: ① 在3个强震发生前, 周围台站的Z分量4.4 h振幅在1个月内都出现了多台同步高值异常; ② 岷县地震、 芦山地震发生前1个月内高值异常的频次明显增多, 频次高出全年平均水平2倍以上; ③ 3个强震发生前1个月内, 台站时频异常幅度明显增大, 幅值达到或接近台站全年的极值。 因此, SPWVD时频方法研究和总结的异常特征对未来西部地区强震预报具有一定的积极作用。     

伪魏格纳-维勒分布在地磁时频分析中的应用

采用伪魏格纳-维勒分布对静日和扰日的地磁场Z分量数据进行时频分析,结果表明周期为6～ 24h的静日变化在静日和扰日的各个台站都存在;而2～6h部分既受外源场影响,也反映了区域信息,表现出感应磁场和地壳磁场的特征.采用平滑伪魏格纳-维勒分布对汶川8.0级地震前各台的Z分量数据进行时频分析,结果显示震中附近的地磁台站在震前记录到了周期约为4.4h的异常信号,其振幅随震中距增大而减小.     

河北及甘肃地电阻率年变幅斜率映震分析

以河北省昌黎、阳原地震台和甘肃省嘉峪关、山丹地震台地电阻率记录为研究对象,利用2002-2016年地电阻率年变幅,进行斜率合成计算,并根据中国大陆东西部地震活动水平,提取甘肃地震台站周边300 km范围内M ≥ 5.0地震、河北地震台站周边250 km范围内M ≥ 4.0地震,得到15个震例,与计算结果对应分析,发现映震率为70%,且地震一般发生在1年尺度的下降期、2年尺度的下降转上升期、3-5年低值背景期,而异常幅度没有统一标准,只是异常趋势的相对变化。     

中强震前辽宁地区流体异常特征与地震预测研究

主要基于中国震例及相关文献资料, 通过收集辽宁及周边历史中强地震震前辽宁地区流体前兆异常信息, 对震前流体异常特征进行了分析总结, 建立辽宁地区流体前兆预测指标。 研究表明, 辽宁地区M≥7地震流体前兆异常具有分布范围广, 异常数量多, 持续时间长, 异常变化幅度大且准同步变化等特征, 地震前兆主要以突跳型、 上升型异常为主, 地震一般发生在异常最高频次开始转折降低阶段, 宏观异常数量多达千起, 空间分布特征明显; M5~6地震异常主要集中在距震中200 km范围内, 异常持续时间相对较短, 主要以水氡为主, 地震前兆特征主要以突跳型、 上升型异常为主, 且地震一般在异常最高频次开始转折后2月内发生, 宏观异常数量少, 一般仅为10多起或无宏观异常。     

中原地区ML 3.0地震高频异常与ML 4.5以上地震时空特征分析

选取中原地区1970—2020年发生的983次M_L≥3.0地震,按季度、半年和全年统计地震频次,回溯检验各时段M_L≥3.0地震高频次异常与周边地区M_L 4.5地震的对应关系,得到以下结果：按照季度、半年和全年统计,3级地震高频次异常定量指标分别为5次、9次和18次,高频异常后1年内发生M_L≥4.5地震的概率分别为0.65、0.63和0.64,且R值计算结果表明,使用该方法预测地震具有一定可信度。将研究区以不同形式划分多种小区,进行3级地震高频次与M_L≥4.5地震震中空间相关性研究,发现在19次震例中,18次震例均可预估M_L≥4.5地震的发震区域,认为预测范围可由42平方度减小到21平方度,在少震弱震地区地震预测预报日常工作中,具有一定实用价值。     

基于《中国震例》的地下流体异常特征统计分析

基于《中国震例》记录的1966年以来的震例, 按异常测项和变化类型分类统计了与地下流体相关的异常数量与震级、 震中距、 持续时间的相关性。 结果显示: 中国大陆M6.5以下地震的地下流体异常数量与震级无相关性, M6.5以上地震异常数量随震级的增大而增多, 二者呈指数关系; 地下流体异常多集中于距震中300 km范围内, 且各测项间无明显区别, 异常数量与震中距之间呈Gamma分布特征; 地下流体异常时空演化主要表现为 “向震中收缩”、 “构造控制”和“相对集中”三种典型特征, 震前异常数量主要表现为“持续增长”型和“先增后减”型两类, 且以“先增后减”型居多。 本文统计得到的地下流体前兆信息特征, 可为今后地震预报实践提供一定参考。     

滇东北MS≥5.0地震前地下流体异常特征与2014年云南鲁甸6.5级地震研究

在对滇东北地区地下流体观测资料进行综合评估的基础上,选择评估达到Ⅰ、Ⅱ类的观测资料,采用日值、五日均值、旬均值、相关矩平、K-L拟合分析、CF分析等方法,对2003～2012年以来滇东北地区的5组MS≥5.0地震进行震例回顾总结.归纳震前该区地下流体前兆异常的时空演化特征,发现前兆异常数量在时间上具有阶段性,异常项数在震前6个月开始增多,震前3个月达到最大值,临震前1个月部分异常转折结束,异常数量出现降低;异常在空间演化上具有震前3个月向震中收缩的特点.80％的震例表明震中距100 km范围内的观测点异常比例远高于100 km范围外的观测点异常比例.将结果外推应用于2014年8月3日鲁甸6.5级地震,发现他们具有较好的一致性,表明滇东北地区MS≥5.0地震前地下流体的异常特征具有普适性.     

2022年6月1日芦山MS 6.1地震前地电阻率异常分析

利用归一化速率变化方法（NVRM）分析处理了芦山M_S 6.1地震震中距450 km范围内的成都地震基准台、冕宁地震台、红格地震台、甘孜地震台等4个台站的地电阻率观测数据,结果显示：红格地震台NS、EW测道及甘孜地震台NE测道原始数据震前出现年变趋势性下降,下降幅度为1%—3%;红格地震台NVRM曲线震前出现正异常,冕宁地震台、甘孜地震台出现负异常,曲线转折下降过程中发生芦山M_S 6.1地震。虽然整体而言提取出的地电阻率震前异常在时间上与此次地震对应关系较好,但甘孜地震台、红格地震台与此次地震震中间距离均大于300 km,提取出的异常是否为此次地震异常,还需进一步探究。     

石河子跨断层形变资料的地震异常初析

利用石河子跨断层水平向的整点值观测数据,采用动态分析方法,对2003年以来石河子周边200 km内发生的MS≥4.0地震进行了回顾性分析。发现了一些有意义的异常现象,主要异常形态有两种:一是节律性的脉冲式波动,这种异常一般持续4~10天,异常结束后5~80天发震;二是快速阶跃与平静交替,该异常一般持续5~40天,异常结束后数小时内发震。不同的异常类型可能与地震的大小、震中距的远近以及构造环境有关。     

新疆伊犁及邻区地磁谐波振幅比异常特征分析

本文利用新疆伊犁及邻区温泉和克拉玛依红浅两个地磁台站2008年至2015年FHD分钟值观测数据, 采用地磁谐波振幅比计算方法, 选取台站300 km范围区域内, 震级M≥5.0的震例进行映震效果分析。 结果表明, M5.0以上地震发生前后, 温泉和克拉玛依红浅台站的地磁谐波振幅比异常变化特征主要表现为“下降—转折—恢复上升”。 异常持续总时间约为1～3年, 地震发生在趋势性下降变化后的转折期或者恢复上升阶段, 其中, 6.0级地震异常持续总时间为2～3年, 震前为1～2年。 温泉台谐波振幅比异常存在较为明显的长周期向短周期迁移现象, 意味着对应的未来地震震中距一般在100 km以上。 温泉和克拉玛依红浅台均发现不同测项之间或者同一测项不同周期之间存在不同步现象, 并且地震发生在同步性变差的阶段。     

2016年门源6.4级、杂多6.2级地震前热红外辐射变化特征

2016年青海省发生门源6.4级和杂多6.2级地震,针对2次6级以上地震发生前热红外数据变化特征进行分析,研究发现：门源6.4级和杂多6.2级地震前热红外辐射增强变化应为地震异常;2次地震映震结果对比表明,频段1、4和5为优势映震频段,异常幅度为年均值4.5倍左右可作为地震异常判断依据。     

2020年5月6日新疆乌恰5.0级和5月9日柯坪5.2级地震总结

2020年5月6日、5月9日,新疆地区南天山西段先后发生乌恰5.0级和柯坪5.2级地震,系统总结2次地震发生前出现的地震活动和地球物理观测异常,其中：①地震活动：震前存在调制地震集中、地震窗、5级以上地震成组等中短期异常;②地球物理观测：2次地震震中附近震前出现形变、电磁和流体观测异常,其中形变异常3项、电磁异常4项、流体异常1项,主要分布在柯坪5.2级地震震中附近。通过对2次地震序列进行跟踪,发现：乌恰5.0级地震余震较少,震后60天内共记录M_L 3.0以上余震4次,最大震级为M_L 4.5;柯坪5.2级地震后余震较丰富,震后60天内共记录M_L 3.0以上余震10次,最大震级为M_L 4.7,计算得到序列h值为1.6,b值为0.73。综合分析认为,2020年5月新疆地区2次5级以上地震前存在的地震活动异常较少,但区域地震活动水平较强,主要存在具有中短期指示意义的地球物理观测异常。     

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震, 结合以往研究结果, 对跨断层资料进行了重新梳理, 重点分析了1995年永登5.8级、 2000年景泰5.9级、 2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。 结果表明: 这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多, 为13~23项不等; 分布范围较广, 震中距在600 km范围内, 相对集中出现在300 km左右范围内, 也有近震区异常; 异常特征以逆断加速、 趋势转折、 活动加剧、 突跳、 大幅变化等为主; 震前2~3年或稍长时间开始出现异常, 震前半年至1年半时段异常集中出现, 具有中期背景或短期前兆意义, 异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。     

新疆地区6级以上地震前小震固体潮调制比异常演化特征

选取新疆地区2016年以来发生的3次M_S 6.0以上浅源地震,对发震前震中区小震调制比变化进行系统对比分析,发现3次地震前均出现不同程度的固体潮调制比异常：①2016年12月8日呼图壁M_S 6.2地震仅在震前2年于震中出现调制比高值异常;②2017年8月9日精河M_S 6.6地震震中于发生前2年、1年、0.5年均落于调制比高值异常区域,受调制作用较明显;③2020年1月19日伽师M_S 6.4地震于发生前2年、1年,在震中位置附近出现调制比异常。     

永安地震台钻孔体应变地震响应能力评估

统计永安地震台2007—2013年体应变记录的地震同震响应,与同期国家地震台网大震速报目录对比,响应率为15.21%。绘制地震能力线,量化评估永安地震台体应变仪映震能力,得到钻孔体应变对不同震级地震的响应范围为:震级5.5级,震中距425 km;震级6级,震中距860 km;震级7.0级,震中距3 514 km;震级7.5级,震中距7 104 km。     

2022年云南宁蒗MS 5.5地震前云南地区异常特征分析

通过对2022年1月2日宁蒗M_S 5.5地震前震中附近地区地震学、地下流体、定点形变等观测资料进行分析,发现本次地震前多学科异常呈现以下特征： ① M_S 5.5地震发生在宁蒗地区M_S ≥ 5.0地震平静近10年背景下,震中附近M_L ≥ 3.0地震于震前1年形成空区,主震发生在空区边缘,空区长轴180 km,按照川滇地区统计公式计算,未来发生地震的震级为5.8±0.5,与宁蒗M_S 5.5地震大小相当; 2015年以来,震中附近50 km范围内M_L ≥ 3.0地震呈平静—活跃—平静—发震的特征; ②地球物理观测异常均于震前7个月内出现,集中分布在滇西北地区距震中300 km范围内,且水温和水位测项异常出现较早; ③定点形变采用NS向与EW向幅值相加来描述同一观测资料的变化,数据曲线幅值增大可作为临震异常3个月短期指标,距震中越近,观测台项异常比例越高;④大部分宏观异常出现在震前3个月内,宏观异常增多可作为时间预测判据。综合上述多学科异常,认为地震学异常出现最早,可用于判定发震区域,用流体和定点形变观测异常追踪时间,宏观异常更多作为短期判定指标,可为宁蒗地区M_S ≥ 5.0地震资料积累提供跟踪思路和方法。     

强震前地磁总场F02测值的空间相关特征研究

收集全国102个地磁台站2008年至2015年数字化地磁资料, 运用地磁空间相关法计算每日凌晨02时各台站地磁总场F之间的空间相关系数。 在使用相同的异常判别标准的情况下, 研究时段的17个中强地震中发现在2009年9月19日陕西宁强5.1级地震, 2011年11月1日四川青川5.4级地震, 2013年1月23日辽宁灯塔5.1级地震, 2013年7月22日甘肃岷县6.6级地震和2013年10月31日吉林前郭5.5级地震前均具有较为明显的空间相关低值异常现象。 通过总结5个震例的异常特征, 笔者发现其异常形态极其相似, 且平均的异常持续时间为20天, 而地震就发生在异常开始后3个月内; 同时, 地震发生在异常集中区中心附近, 且这个异常区域大小在500 km左右。 这一研究结果对于进一步分析地震前地磁空间相关异常特征积累了丰富的资料。     

2016年门源6.4级地震地磁谐波振幅比异常特征分析

2016年门源6.4级地震为甘—青地区孤立地震事件,且震中附近地磁台站分布均匀,分析总结此次地震前后地磁谐波振幅比变化特征。结果显示：①地震发生前后,震中附近台站地磁谐波振幅比下降—转折—恢复的异常变化过程,持续时间约1—2年;②震中距较小的台站记录显示,地震基本发生在谐波振幅比曲线转折恢复的变化后期阶段,且异常持续时间长;震中距较大的台站记录显示,地震一般发生在曲线趋势性下降—转折阶段,且异常持续时间稍短;③地震发生后,距震中较近的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向所有或大部分周期基本趋于恢复状态,且同步变化;距震中较远的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向大部分周期未达到恢复状态,且不同步变化显著。     

2020年3月23日新疆拜城5.0级和7月13日霍城5.0级地震总结

2020年3月23日和7月13日,新疆天山中部地区分别发生拜城5.0级和霍城5.0级地震,其中拜城5.0级地震发生在南天山地震带中段,霍城5.0级地震发生在北天山地震带西段.系统总结2次地震前出现的地震活动和地球物理观测异常,结果表明:①拜城5.0级地震:震前主要存在5级地震成组和尼勒克钻孔应变中短期异常;②霍城5.0...     

基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST(Robust Satellite Technique)算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1和5月12日M_s7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法:(1)对于NOAA卫星,4月15日在M_s8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_s7.5地震震中以东约200 km发现异常;(2)在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.