溧阳地震台gPhone连续重力仪观测数据处理与分析

选取溧阳重力连续观测台站gPhone连续重力仪2011年1月1日至2018年7月31日整点值观测数据进行预处理,对于连续性较好的2017年重力观测数据,分析其固体潮汐变化M_2波潮汐因子及非潮汐变化的残差曲线特征,并以Δ3 500 km、M_S 5.0地震事件为例,检验gPhone重力仪的地震记录能力。分析认为,溧阳台gPhone重力仪观测数据日趋稳定,潮汐信号可靠,非潮汐变化的残差曲线对地震有一定程度的反应,可记录到一定范围内MS≥5.0地震的同震信号,信号记录特征与震中距及震级相关。     

2016年1月21日门源MS 6.4地震前重力非潮汐变化特征分析

选取2015—2018年兰州和高台连续重力观测站整点值数据,分析2016年1月21日门源M_S 6.4地震前2个台站连续重力数据非潮汐变化特征,发现2个台站在此次地震发生前1年,分别观测到重力数据出现持续约6个月的重力非潮汐上升变化,月均变化速度分别为9.36μGal、6.17μGal,累计变化振幅分别达到56.15μGal、37.05μGal。通过对观测站点周边观测环境的详细核实和理论计算,排除台站周边环境干扰因素,认为震前6个月的重力非潮汐持续性下降变化应与此次M_S 6.4地震孕震过程有关。本研究结果可为揭示此次门源地震的孕震机理提供一定参考,为后续地震预测中重力观测指标的建立提供一定参考。     

黑龙江省重力监测数据变化与2018年吉林松原MS 5.7地震的对应关系

2018年5月28日吉林省松原市宁江区发生M_S 5.7地震,黑龙江省牡丹江和漠河地震台重力仪均记录到此次地震事件,基于所记录面波的初动方向、同震响应延迟时间、最大震幅以及同震持续时间,分析2个监测站重力监测数据同震响应特征。结果表明,漠河地震台因震中距较远,同震响应延迟时间较长、最大震幅较小。以牡丹江地震台重力数据为例,采用Venedikov调和分析方法,对重力固体潮进行仪器零漂改正和气压改正,结果发现,该台重力固体潮非潮汐大幅变化可能与仪器灵敏度下降有一定关系,其相关性有待进一步研究。     

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。      

溧阳体应变观测资料综合分析

江苏省溧阳体应变自1994年开始观测以来，经历了1994年至2000年以整点值为主的模拟观测，和2001年至今以分钟值为主的数字化观测两个阶段，对这两个观测阶段观测资料变化形态、观测质量和观测精度、潮汐因子中误差、地震波记录能力等参数进行对比研究，同时采用固体潮汐残差矢量分析方法，对溧阳台1996年以来的观测资料进行了计算分析。结果表明：①溧阳台数字化观测和模拟观测资料的形态、观测精度、方差、潮汐因子中误差、相位滞后等参数无显著差异；影响观测资料精度的主要因素是仪器故障、水位、气压、气温等；②溧阳体应变固体潮汐残差矢量对1996年11月9日长江口6．1级地震异常特征明显，映震效果显著。     

海拉尔地震台重力数据分析

选取海拉尔地震台2016—2020年PET重力观测数据,进行Nakai拟合检验和维尼迪可夫(Venedikov)调和分析,发现Q₁波、O₁波、P₁S₁K₁波、M₂波、S₂K₂波重力潮汐因子和相位滞后存在大幅度异常,在潮汐因子及相位滞后异常时段及异常后一段时间内,国内均有6.0级及以上地震发生。通过对重力数据的非潮汐变化部分进行分析,发现重力数据受到温度和气压季节性变化带来的周期性干扰、仪器零漂和地壳变化等的影响。     

重庆荣昌井水温同震-震后响应特征及机理研究

利用位于华蓥山断裂带的重庆荣昌井水温数字化分钟值观测资料,统计分析了该井水温对2008年1月—2021年9月全球M_S≥7.0、川滇地区M_S≥6.0、重庆及周边地区M_S≥4.0共273次地震的同震-震后响应动态特征,对井水温同震优势方向成因和机理进行了深入研究,获得以下认识:(1)荣昌井水温同震-震后响应能力较好,对近震和远震均可记录到;该井水温同震响应由深及浅的顺序发生,响应持续时间随观测深度的增加而增加,响应幅度随观测深度的增加而减小,且该井水温同震-震后响应持续时间较同井水位的长;(2)自观测以来,荣昌井多层水温同震响应方向均为上升,说明单个井水温对不同地震的同震响应存在优势响应方向,水温的同震特征更依赖于井孔自身观测条件的影响;荣昌井水温同震响应优势方向上升可能是地震波的扰动造成井下深部气体释放,并沿裂隙上升进入井含水层系统而引起;(3)荣昌井水位-水温对中、远场地震的同震为同向上升正相关关系或振荡—上升,对近场地震的同震为水位下降—水温上升的反相关关系,可能是近场地震和中、远场地震引起的水位同震响应变化机制不一致...     

海拉尔地震台重力潮汐扰动分析

基于前兆数据跟踪及分析应用,对海拉尔台重力潮汐滤波观测值在远震前后有向下扰动的现象进行分析,对海拉尔地震台和乌加河地震台的重力潮汐滤波观测值在全球Ms7.0以上地震、中国大陆Ms6.0以上地震的震后效应及同震响应进行统计。得出,海拉尔台重力潮汐滤波值中叠加向下扰动属非地球物理事件。     

武汉台重力潮汐长期观测结果

采用武汉台超导重力仪(SG C032)14年多的长期连续观测资料,研究了固体地球对二阶和三阶引潮力的响应特征,精密测定了重力潮汐参数,系统研究了最新的固体潮模型和海潮模型在中国大陆的有效性.采用最新的8个全球海潮模型计算了海潮负荷效应,从武汉台SG C032的观测中成功分离出63个2阶潮汐波群和15个3阶潮汐波群信号,3阶潮波涵盖了周日、半日和1/3日三个频段.重力潮汐观测的精度非常高,标准偏差达到1.116 nm·s^-2,系统反映了非流体静力平衡、非弹性地球对2阶和3阶引潮力的响应特征.结果表明,现有的武汉国际重力潮汐基准在半日频段非常精确,但在周日频段存在比较明显的偏差,需要进一步精化.对于中国大陆的大地测量观测,固体潮可以采用Dehant等考虑地球内部介质非弹性和非流体静力平衡建立的固体潮理论模型或Xu 等基于全球SG观测建立的重力潮汐全球实验模型作为参考和改正模型,海潮负荷效应应该采用Nao99作为改正模型.     

汶川地震强余震的电磁同震效应

汶川5.12大地震发生后,在武都汉王地震台及其附近地区布置了2个大地电磁测深点,进行了两期余震序列的地震电磁效应连续监测,共观测到M_s4.0及以上的余震事件35次.通过与汉王强震台的地震记录数据中15个强震记录比较发现,与地震波相对应的地震同震电磁信号存在于所有的电场和磁场记录分量中,它们与地震波到达同步.地震破裂发生时的电磁辐射信号在记录数据中相比地震波达到观测点的电磁信号幅度要小得多,无法从观测数据识别出来.通过分析对比地震位移和同震电磁信号的关系,提出了地震电磁同震信号产生的地震波驱动机理,认为观测系统在地球基本磁场中随地面运动产生了地震同震电磁信号,并从观测的地震振动位移和电磁信号进行了验证.     

震前重力扰动与背景噪声时空变化特征——以玛多MS7.4与漾濞MS6.4地震为例

2021年5月21—22日,云南漾濞、青海玛多先后发生了M_S6.4和M_S7.4地震。为检测震前是否存在重力扰动与重力仪背景噪声异常信号,文中基于中国连续重力台网中15台重力仪的秒采样数据,成功提取了震前重力扰动信号,并计算了排列熵(PE)及重力仪在地震频段(200～600s)的背景噪声等级(SNM)。结果表明：1)大地震发生前多数台站在2021年5月15—18日存在1组重力扰动信号,其中沿海台站同时还存在其他2组扰动信号,扰动幅度为±(10～100)μGal,扰动频率集中在0.15～0.25Hz。沿海台站的扰动幅度普遍大于内陆台站,震中距与扰动幅度无明显相关性,沿海台站扰动幅度较大及产生其他2组扰动的原因可能与海浪脉动或局部降雨有关;2)不需要对原始重力序列作任何预处理,PE能够快速检测到数据中的突变信号,PE时间序列中持续显著下降的信号对应震前扰动信号,PE瞬时向下的脉冲信号对应地震波引起的颤动信号;3)多个台站的SNM时变曲线显示,震前2个月(2021年3月初)直至主震发生时背景噪声水平显著升高,SNM的空间分布表明,震前1～2个月,位于...     

滇西试验场重力潮汐观测及其地震响应特征的研究

本文使用Ｎａｋａｉ预处理、Ｖｅｎｅｄｉｋｏｖ调和分析和滑动滤波等方法，对滇西地震实验场下关台ＧＳ１５－２２７重力仪１９８７－１９９２年 观测资料进行了系统分析，，确定了该地区最佳重力潮汐参数及潮汐和非潮汐动态变化背景，并对观察期间的６个震例进行清理，分析了重力异常变化与地震的关系，获得了该地区重力潮汐和非潮汐信息的地震响应特征。     

溧阳地震台体应变观测数据质量分析

对溧阳地震台体应变观测资料变化形态、观测质量和观测精度、潮汐因子中误差、地震波记录能力等参数进行分析,采用固体潮汐残差矢量分析方法进行分析,对该台2010—2015年观测资料进行分析,发现体应变能记录到全球不同地区、不同震级的同震波,波形清晰,为分析预报人员进行地震研究提供依据。     

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.      

新疆阿克陶MS6.7地震引起的新10井水位同震响应研究

本文根据新10井数字化高频采样水位仪记录到的2016年11月25日新疆阿克陶M_S6.7地震所引起的水震波,对比分析了该井水位与地表垂向运动的相关性特征,并对二者与井-含水层系统水文参数的关系进行了深入探讨.分析结果显示:①与地震波信号相似,新疆阿克陶M_S6.7地震引起的新10井水震波存在两个显著的周期,即6—10 s和15—30 s;②新10井水震波响应幅度与地表垂向运动幅度整体呈正相关,且在高频阶段(频率大于0.08 Hz)二者的振幅比随着频率的减小而增大,表明该井水位对周期大于12 s的信号放大效能较高;③利用水震波与地震波的振幅比估算新10井观测含水层渗透系数的量级为10-2 cm/s,且在地震波作用过程中含水层的水文参数也存在波动.本研究表明,井水位的同震响应机理较为复杂,在分析水位同震响应特征时,高采样率的水位数据是获得可靠结果与认识的基础.      

gPhone重力仪与GRACE观测的陆地水季节性重力变化对比

利用中国大陆构造环境监测网络中张家口、淮北、溧阳重力台的gPhone连续重力观测数据,经过Tsoft软件数据预处理、固体潮、海潮负荷、极移等主要潮汐信号的扣除、局部气压改正,以及分段拟合仪器漂移后,得到观测数据的非潮汐信号,该信号时间序列呈现明显的季节性,主要反映陆地水储量变化;在此基础上,将地面重力非潮汐信号的月均值与重力卫星GRACE的观测结果进行比较。结果发现,仪器观测较稳定的张家口站和淮北站,地面重力和卫星重力观测的季节性信号具有一定的一致性;而溧阳站两种观测的相关性较差,可能与仪器观测的稳定性及台站周边区域环境因素有关。     

高台地震台PET重力潮汐参数观测结果及影响因素的初步分析

用维尼迪科夫(Vinedikov)调和分析方法,计算了2008年1月1日至2010年12月31日高台地震台重力潮汐观测资料,获得几个主要潮波的重力潮汐参数。对日均值采用最小二乘拟合法,分析了非潮汐重力变化信息。基于一元线性回归,分析了气压对重力潮汐观测的影响。结果表明:高台台重力观测精度较高,O1、M2波潮汐因子变化稳定在1‰之内,与国家重力台网中心结果基本一致。     

泉州台重力仪和超宽频带地震仪记录的球型自由振荡信息对比

选用泉州台g-Phone重力仪和同址观测的M2166超宽频带地震仪的观测数据,分别提取2018年8月19日斐济群岛M_S8.1地震(深源地震)和2016年11月13日新西兰M_S8.0地震(浅源地震)的球型自由振荡信息。分析结果显示,观测值与PREM模型的理论值吻合较好,认为个别偏差的存在既有地球介质横向不均匀性的因素,也与仪器在低频段的特性有关;同时对深源地震在谐频振型记录上较浅源地震更为清晰、但大于₀S₄₀的振型记录却较差的情况进行讨论。     

西安地震台新、旧山洞VP型垂直摆观测资料对比分析

西安地震台新、旧山洞相距约200 m,在引洞进深、覆盖层厚度、观测环境等方面存在差异。现基于2020年新、旧山洞两套VP型垂直摆倾斜仪观测资料,从数据完整率和连续率、观测波形记录固体潮情况、强远震同震响应、内在质量等指标方面进行对比分析。结果表明,新山洞垂直摆数据完整率和连续率均大于旧山洞垂直摆,而且新山洞垂直摆记录潮汐波形清晰、稳定性较好,旧山洞垂直摆波形较易出现趋势转变、潮汐波形畸变等,稳定性较差;在记录同震响应方面,新山洞垂直摆同震响应持续时间更长、突跳幅度更大;在内在质量方面,新山洞垂直摆潮汐因子稳定性明显高于旧山洞的,其潮汐因子中误差也优于旧山洞的,利用均方连差法计算的新山洞垂直摆非潮汐部分噪声水平稳定性能也更好。     

琼中台连续重力观测记录地震特征分析

利用以琼中台为圆心,半径为3 500km范围内2009—2014年MS≥2.0地震目录资料,统计分析琼中台连续重力观测数据曲线与地震的对应情况,并对有关震例在连续重力原始秒数据曲线中产生的地震波进行特征分析,总结规律,得出琼中台连续重力观测对震中距3 500km以内地震的记录能力。同时分析了地震事件对重力观测数据、潮汐和非潮汐参数的影响,认为地震不仅在重力观测数据曲线上产生脉冲或阶跃,在非潮汐重力残差曲线上也会产生脉冲,而对重力M2波潮汐因子产生的影响较小。