基于极差归一化变换的超低频地震电磁场事件提取方法研究

介绍一种高采样率超低频地震电磁场观测系统,通过对几种事件分析和提取方法的优缺点讨论,引入一种新的事件判定和提取方法,即极差归一化变换法,利用该方法对怀来地震台的超低频地震电磁场试验观测数据进行分析处理.研究结果表明:极差归一化变换法在事件阈值计算中不受观测数据幅度变化的影响,且受到背景噪声干扰的影响比较小,是一种比较有应用前景的超低频地震电磁场事件提取方法.     

吉林省中等地震前超低频电磁波异常分析

本文利用超低频电磁（ELF）观测仪电磁波技术测量空间和大地电磁信号,可研究空间电磁场和地下电阻率结构,研究地震引起的电磁场异常变化。2009年3-10月,在吉林省中东部发生多次中等地震前后,电磁场和视电阻率出现了较好的异常对应。本文对这些电磁异常进行了分析并对产生这些异常变化的可能的成因机制进行了探讨。     

与地震有关的电离层扰动的甚低频/低频无线电探测

近期人们认识到,电离层对地震影响非常敏感,探测与地震有关的电离层扰动看来对地震短临预测是非常有前途的。我们提出可利用甚低频／低频（3～30kHz／30-300kHz）无线电探测进行地震-电离层扰动的探测。1995年神户地震明显发现电离层扰动现象之后,开始了利用低电离层甚低频／低频传播信号进行地震短临预测的简短历史。在说明先前的甚低频／低频结果之后,我们给出了最新的甚低频／低频发现：一个是电离层扰动与地震在统计上相关,第二个是2004年12月苏门答腊地震的实例研究,说明了这次地震电离层扰动的空间尺度和动力学原理。     

地热井的天然源超低频电磁探测影响因素分析

本文使用天然源超低频电磁探测仪对北京大学校园内两口地热井进行了超低频电磁探测试验,获得了1号地热井（京热119号井）连续五天、每天四个时刻的天然源超低频电磁探测数据以及2号地热井（京热168号井）单天的天然源超低频探测的数据.基于所获得的数据,开展了地热井的天然源超低频探测影响因素的研究,这些因素主要包括：天然源超低频电磁场和观测时间的关系、探头摆放方向与接收工频谐波干扰关系以及天气状况对观测数据质量的影响等.研究表明：(1)天然源超低频电磁探测信号存在明显的日夜交替变化,其中相对振幅-频率曲线在不同日期、同一邻近时刻总体的包络线具有较好的重复性和一定的稳定性;(2)工频谐波干扰场方向是影响因素之一,当仪器探头长轴方向与工频谐波干扰场的等效主轴方向平行时噪声影响最小;(3)雨天环境会对天然场源超低频信号中的高频部分造成较大影响.     

前驱波检测在地震预测中的应用

基于一种新颖的液体悬浮式长周期、超低频检测技术,避免电磁信号可能产生的一切干扰,由此研制地震前驱波检测装置及分析软件.提取前驱波信号与实际地震进行比对分析,结果表明,利用该装置及分析软件,对于记录前驱波和地震预测研究较以往有新的收获.     

对低频振动台振动波形的超低频失真度量值测试报告

波形的非线性失真度是评定振动台运动精度的一项重要技术指标,而目前国内外还没有直接测量波形频率低于2Hz的失真度仪,这就限制了低频标准振动台的使用范围,而这正是地震系统及其它一些低频测振系统共同关心的部分。本文提出的超低频波形失真度测量法,是应用FFT方法在频域上展示并量取各次谐波幅值,通过简单计算得出超低频失真度量值。我们已用该方法对中国计量科学院生产的垂直向低频标准振动台和水平向振动台作了频率低于2Hz的失真度量值测试,并获得结果。在国内首次扩大了该套振动装置的使用频率下限,为地震仪及低频测振仪的标定工作作出了贡献。该方法也适用于其它如机电转换装置及电信号发生、记录、转换装置的失真度量值测试。     

水平电偶极子在三层媒质中激发的电磁场特征的数值研究

将空气及地面以下两层视为三层有耗散的线性媒质，求出第三层中的水平偶极子激发的电磁场在地表处的积分形式解，进行数值计算，分析其频谱特征。结果表明电磁辐射异常的优势频率为0～2Hz，与实际观测资料相吻合，在超低频或甚低频，有比较明显的电磁场异常。并讨论其对地震电磁辐射监测的指导意义。     

超低频振动实验室设计及应用

根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求,研究和建立了四川省地震局振动标准装置,其频率范围为0.002~160 Hz、振幅为峰-峰0.1 m、承载15 kg、波形失真度优于1%。介绍了超低频振动实验室设计定位与相关参数选择,装置的结构组成以及基础设计。最后对装置的实测,结果表明:装置能够满足四川省地震局对地震计检定的要求。     

新型测震用信号发生器

地震观测系统目前使用的信号源,大多是XD8型超低频信号发生器,因为它的频率范围是以周期标度的,可交直流供电,价格低廉,所以在地震系统得到了广泛应用。由于电子技术的发展,特别是微处理器的普遍应用,测震工作者希望能使用一种性能更加优越,操作更加灵活方便的智能化超低频信号发生器,并且能适合地震系统的特点。SS1010型超低频信号发生器正是在这种情况下应运而生的。     

云南深地地震电磁信息探测技术进展

<正>国家"十二五"计划重大科学技术基础设施建设项目之一"极低频探地工程地震预测分系统"是近代无线电极低频、超低频技术与地球物理相结合的最新产物。该项目在首都圈和南北地震带南段建设人工源极低频地震电磁监测台网(Control Source Extremely Low Frequency,CSELF),其中在云南巧家、牟定、建水、勐腊、景谷、丽江、新平、大理和盈江等地建设     

岩石层—大气层—电离层耦合作为震前大气层和电离层短临事件的影响机制

介绍了大气层和电离层震前现象机制的基本观念。简短回顾了观测结果后,我们得出结论：1．流体下层物质（气泡）向上迁移能导致近地表的热水／气体被逐出,并在强度弱化的地区引发地震;2．因此,气泡出现的时间和地点是随机的,但是地震、地球化学异常和前震（地震、SA和超低频电磁异常）是随机关联的;3．大气温度和密度扰动跟随着震前热水／气体释放,导致产生周期为6～60min的大气重力波（AGW）;4．地震引发的大气重力波能导致电离层扰动变化并导致大气层中地平线上无线电波传播、下部电离层低频波扰动和地面超低频辐射衰减的变化。     

用于深部探测的地震检波器低频拓展技术

利用地震探测的方法获得地球深部精细构造,从而增强深部资源勘探和重大地质灾害预测能力,是目前地球物理学研究的热点之一.本文简要回顾了国内外深部地震探测研究的历史,分析和解释了在精确深部地震探测中保护低频地震信号的重要性和必要性.在此基础上进一步阐述了地震检波器的低频特性对获取高质量深部地震数据的意义,重点归纳总结了如何利用伺服技术、闭环极点补偿技术以及力平衡反馈技术实现地震检波器的低频拓展,并以典型深部地震探测项目为例介绍了低频检波器在深部探测中的应用及主要取得的成果.最后,结合新型材料和新型加工技术,指出了未来深部地震检波器发展的主要方向.     

慢地震与深部不连续颤动和慢滑事件同时发生

我们对日本西南部南海俯冲板块界面过渡带发生的超低频地震进行报道。由矩震级为3.1～3.5的超低频地震引起的地震波显示其卓越长周期约为20s。超低频地震活动伴随深源低频颤动和慢滑事件同时发生,并随之移动。慢地震一直被认为会增加向上倾斜的大型逆冲地震断裂带上的应力,而这3种现象的同时发生提高了人们对慢地震的探测和特性鉴定水平。     

电磁监测台站观测的舒曼谐振背景变化

舒曼谐振是由闪电激发的电离层与地面之间的全球电磁震荡,在地球与电离层空腔中传播,由于共振作用,其电磁波能量明显高于其他频率电磁波能量.舒曼谐振具有稳定的频域参数和频谱结构,近几年的研究发现,地震发生前会使这些固有参数发生扰动,因此利用舒曼谐振异常来进行地震短临监测可能是一种行之有效的手段.要判断舒曼谐振地震电磁异常,了解舒曼谐振电磁场背景变化规律是前提.本文利用极低频电磁台站观测的天然电磁场数据,处理和分析了各台站观测的舒曼谐振频率电磁场功率谱随时间的变化,得到了舒曼谐振随季节和纬度的背景变化规律.并提出将舒曼谐振背景变化规律应用到地震短临监测预报中,能够为今后辨别地震监测中的舒曼谐振异常提供物理依据.     

SLF/ELF电磁接收机研究及观测试验

大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末开始,开展了基于大功率人工源超低频/极低频技术的方法研究,也开展了该方法在地震监测领域的应用研究,然而对于适用于地震监测应用的观测系统的研究进展比较缓慢。文中介绍了专门用于地震监测应用的超低频/极低频电磁接收机的研发,详细说明了仪器的硬件系统组成、主要技术指标及其关键技术。试验观测结果表明该仪器能满足目前0.1～300Hz频段人工源电磁信号观测的需求。     

岩石破裂过程中的超低频电磁异常

震前电磁场和大地自电位的异常是重要的地震前兆现象．在零磁空间对超低频段的磁场和自电位的变化进行了岩石破裂的实验研究，细致地揭示出电场、磁场出现异常变化的全过程，对深入认识超低频电磁信号的微观机理具有重要的意义．实验发现，岩石受力后应变、电位和磁场的缓慢变化在空间分布上是首先在近破裂源处出现，继而随裂纹的发展而改变位置；在时间序列上先出现自电位异常，然后是超低频磁场的变化；在异常形态上，超低频电磁信号呈现出早期、中期、晚期3个阶段的明显差异．研究表明，岩石微破裂引起裂隙尖端处的电荷分离. 静电荷在局部区域的积累和运移，导致了自电位的脉冲状变化；而在主破裂阶段，积累电荷的急速运动形成瞬间电流，激发了脉冲式的磁场异常．本文详细介绍了这一综合实验的技术步骤和观测结果，并对地震电磁前兆的微观机理进行了探讨．      

两位院士建议建立电磁观测网预测地震

20 0 2年 3月下旬 ,我国著名地震学家马宗晋院士和著名无线电通讯专家陆建勋院士建议 ,建立电磁观测网 ,以同时捕捉地震活动“源和场”的异常信息。如果这种综合技术系统被应用 ,就可能使我国地震预测进入一个全新的阶段。这种电磁观测网以极低频 /超低频技术为核心 ,是既可以监测地壳深层结构的变化 ,同时又可以对地震的电磁波扰动和电离层变化进行观测的综合性的最新技术。陆建勋院士说 ,地震预测仍是地球科学的世界性难题。其难点包括科学和技术两个方面 ,前者主要是指由于地震成因和孕震过程复杂 ,地震学家至今对地震发生机理缺乏足够的…     

临震电磁幅射信号的准一静电磁场场强理论计算

本文应用班尼斯特和迪尤布水平电偶极子准—静电磁场的工程表达式,利用1979年7月9日溧阳六级地震和1984年5月21日南黄海6.2级地震临震电磁波超低频观测结果,估算了这两次地震电磁发射的峰值电流矩IL,其量级分别为10~7—10~8安米(溧阳)和10~9安米(南黄海)。与按地壳波导原理所估算的结果吻合。     

新疆和田ML7.1地震前ULF电磁辐射的激发机理

1996年11月19日新疆和田地区发生了ML=7.1地震. 在这次地震发生前,观测到了地震的超低频（ULF）电磁辐射前兆. 电磁辐射前兆的特点是电位漂移、极化椭圆主轴的垂直方向指向震中和大幅度的电磁辐射. 本文根据电磁辐射特征建立了地震电磁辐射前兆垂直电偶极子模型,并且给出了观测结果的物理解释. 偶极子产生一个不稳定的静电场使水平分量的电位日均值发生明显漂移,震前电偶极子中电荷复合放电产生的随机弱电磁噪声造成在ULF频段上水平分量偏振主轴方向偏转. 喀什台站和安西台站观测到的电势比值与模型估计值相近,从水平分量判断出偶极子间电流方向向下,与垂直电偶极子模型一致.     

中国地震交变电磁场观测数据处理技术新进展

交变电磁场是对地震事件反应最灵敏的物理场之一,已观测到与地震有关大量的电磁场异常现象.随着人工源极低频电磁技术和卫星电磁观测技术在地震观测中被逐步应用研究,交变电磁场法用于地震观测的数据量呈数量级的增加,急需发展适于海量数据或大数据的信息处理和挖掘技术.本文介绍了自适应滤波技术及其在地面电磁场观测数据处理中的应用研究,以及小波分析技术在地面和卫星观测数据分析中的应用研究,表明在对实际测量数据处理中,自适应滤波技术可以有效识别天然源信号和人工源信号,并且提高了电磁场频谱和视电阻率计算的信噪比,小波分析等技术可以发现电磁异常现象与地震事件可能存在的相关性.这些技术可能成为对海量观测数据处理分析的有效方法.