磁暴时磁场变化率与地电场相关性研究

对2003年10月29日、10月30日两个典型大磁暴进行了分析,研究了磁暴期间磁场变化率与地电场的关系,以及磁暴期间磁暴、磁场变化率及地电场的周期成分。结果表明,磁暴期间H分量变化率与地电场东向分量观测数据显著相关,并且周期成分相同。     

地电场海岸效应：以2015年3月17日大磁暴为例

海陆电性差异较大时空间电磁扰动导致电荷累积在海陆分界面,使不同观测台之间地磁垂直分量出现从数十秒到几小时的异常增大,即海岸效应.为了探索地电场的海岸效应,本文提出了磁暴引起感应电荷的累积计算方法,基于2015年3月17日开始的大磁暴期间地电场观测数据,估算不同时间尺度的地磁脉冲引起的表层电流矢量强度和表层电荷量.结果显示,海陆边界附近台站的表层电流矢量方向指向内陆,海岸效应的影响区域比前人数值模拟给出的范围大2倍以上;说明海陆边界带是电荷聚集的主要区域,且正电荷聚集在电阻率较高的一侧.在海湾区域的南北向海陆边界,东西向的表层电流密度和表层电荷密度大于南北向;在典型脉冲加载下,海湾区域的表层电荷累积明显大于半岛区域.本文定量描述了表层电流和电荷的海岸效应以及海湾区域电荷积累的特征,为近海区域的大地电磁数据校正、GIC估计等提供依据.     

地电场数据实时监视波形软件研制与应用

简要介绍"地电场数据实时监视波形软件"的作用和功能,详细说明了该软件主要功能的实现技巧,以及在嘉山地震台地电场观测中所发挥的作用.     

太阳活动,磁暴与震前大气电场异常关系研究

通过对太阳活动,磁暴与大气电场异常关系的研究及１９９７年９月至１９９８年８月白家疃台大气电场和磁暴实际观测结果的分析,论述了震前观测到的大气电场负异常现象与太阳活动和磁暴现象无明显相关。     

大地电导率横向突变处磁暴感应地电场的邻近效应

大地电性结构的横向变化会对磁暴时的感应地电流和地面电磁场产生影响.本文假设扰动地磁场变化的源为地面以上一定高度的面电流,以某一典型层状大地电导率结构为基础,构造含有电导率横向突变的地电模型.针对感应电流的方向与横向分界面平行的情形,采用伽辽金有限元法对电导率横向突变处的感应地电场进行了分析,揭示了电导率横向差异产生的趋肤效应和邻近效应的机理,针对与电性结构分界面平行的输电线路,从评估地磁感应电流的角度讨论了影响的严重程度和范围.     

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。     

河北地区地电场观测数据地电暴变化特征

选取河北省6个地电台站地电场观测数据,分析地电场静日和地电暴期间的波形变化,讨论地电暴期间不同台站之间急始脉冲和急始变幅差异性,认为:地下介质不均匀性造成地电暴急始脉冲相位不同;地电暴急始变幅差异与观测台址表层电阻率大小关系密切。应用最大熵谱方法提取频谱成分,发现地电暴日高频短周期成分更加丰富,优势周期约1.6 h。     

基于卡尔曼滤波的自然电场数据时序反演

自然电场法常用于环境与工程等领域的监测作业,但各时刻观测数据往往单独反演解释.为了充分利用时序数据间的关联信息,提高监测数据的反演解释可靠性,提出基于卡尔曼滤波的自然电场监测数据时序反演方法.根据达西定律和阿尔奇公式建立污染物在孔隙介质中的运动扩散的动态地电模型,作为用于构建卡尔曼滤波的状态模型.而卡尔曼滤波的观测模型则通过常规的自然电场法正演获得.在建立状态模型和观测模型的基础上,构建起卡尔曼滤波递归,将地电模型演化信息与自然电场观测数据进行信息融合,实现自然电场监测数据的时序反演.加入噪声的自然电场模拟数据测试表明时序反演算法具有较好的鲁棒性,对噪声不敏感.沙槽物理实验监测数据的计算测试也同样证明时序反演能有效处理监测数据,实现对动态模型的准确重构.

     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山M_L 4.1、2006年7月4日河北文安M_L 5.1、2010年3月6日河北滦县M_L 4.7等地震前河北昌黎地震台都曾记录到地电场异常信号,存在震前地电场SES的场地效应;华北地区岩体裂隙优势方位α角一致性较差,波动范围约为20°。     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山ML 4.1、2006年7月4日河北文安ML 5.1、2010年3月6日河北滦县ML 4.7...     

Spectrum characteristics of geoelectric field variation

The spectrum characteristics of geoelectric diurnal variation and geoelectric storm have been identified by maximum entropy method, based on geoelectric data from seven stations in the Chinese mainland, including Jiayuguan, Changli and Chongming. The study shows that, in geoelectric diurnal variation, the amplitude of the 12 h semidiurnal wave is the largest, followed in turn by the 24~25 h diurnal wave and the 8 h periodic wave; Geoelectric storm usually occurs in a large-scale space, whose spectrum values are higher than those of geoelectric diurnal variation by 2~3 orders of magnitude. A preliminary interpretation is presented for the generative mechanism of predominant waves in geoelectric field variation.     

地磁、地电台网记录傅里叶频谱分析

依据FFT计算方法,选取中国地磁、地电台网各10个台站记录,对NS、EW分量进行10日频谱分析,结果发现,磁静日和磁扰日电、磁场数据具有不同特征。(1)磁静日数据:①电、磁场周期成分以12h为主,其次为24h、8h。在X分量(NS向)中,非显著周期成分,如4h、48h、6h,所占频次较大,Y分量只存在12h、24h、8h成分;②EW测向(或Y分量)电、磁场最大频谱值大于NS测向(X分量);③X分量最大谱值多在12h,Y分量在24h;④台网位置由北向南,Y分量最大谱值逐渐减小,X分量则两头略高,在35.0°—40.0°N范围内变化平稳。(2)地电暴日数据:①沿海地区NS测向主要周期成分比内陆地区复杂且偏大,大于18h的成分相对活跃,最大以20h、24h、36h成分出现,内陆地区最大周期成分为18h,其次为12h。EW测向谱值在各台变化较一致,均体现了以12h、8h为主的变化特征;②各台NS测向最高谱值均大于EW测向。     

江苏地区地电暴特征及差异性

利用FFT方法对江苏区域地电场、地磁以及有关台站的钻孔应变数据进行处理,提取频谱特征,对该区各地电台站的地电暴特征进行分析,研究结果表明：①江苏区域地电场各测项地电暴数据与地磁H分量变化趋势接近,但各台地电场不同测项的突跳方向存在各向异性,4个地电台站EW向数据具有一致同向现象,NS向数据有差异性;②由各分量优势周期对应性可知,江苏地区地电场NS向含有的地磁场H分量高于体应变成分,地电场EW向倾向于地磁场H分量与体应变叠加抵消的结果;③当磁暴发生时,地磁H分量变化幅度相同的台站,地电场变化幅度不同,地电台站的地电暴变化特征与其地下结构有关,地下深层阻抗越大,感应电场越大,地电场日变化幅度越大。     

榆树地震台地电场观测数据分析

处理、分析榆树地震台自建台以来2 604天的地电场分钟值数据,结果表明;①该台地电场正常的日变化曲线形态呈现典型的双峰单谷变化;②地电场分钟值曲线峰谷极值时间与本地日出和日落时间吻合;③地电场观测记录的短周期信号(小于1 h)受观测环境的影响较小;④在中强地震前,能够捕捉到明显的异常信息,等等。     

地电场观测方法与观测技术研究

地电场是重要的地球物理场,以地球表层天然电场及其随时间变化为主要研究对象,是地球电磁场的重要组成部分。文章在概要分析国内外地电场观测与研究现状的基础上,结合中国20多年来地电场观测实践,对地电场观测对象、观测方法、观测技术和观测数据等要研究进展,进行系统性分析和阐述;同时,对中国地电场观测研究中存在的主要难点、制约未来发展的主要因素以及目前需要重点关注的若干问题,进行初步分析和讨论。     

用FFT消除地电观测对地磁数据的干扰

山丹地震台地磁观测资料受到地电观测的严重干扰,造成地磁观测资料应用精度下降。本研究采用Fourier变化对地电干扰进行剔除。结果认为:该方法对处理此类干扰具有良好的效果。     

ZD9A型地电场仪的架设与调试分析

通过对新疆乌恰地震台附近的地形地貌，水文地质勘察以及介质的电学特性进行了科学的分析论证，认为，该台址条件有利于地电场仪的观测。ZD9A型地电场仪在该台架设与调试后，通过对该仪器的各项仪器指标、观测记录和标定结果的检测分析后，认为，该仪器的各项指标达到了规范的要求，工作正常，并且记录到了正常的地电场日变化形态。此次架台的成功为进一步开展地电场观测工作和为地震预报提供前兆资料奠定了基础。