拉萨地磁台地磁观测效能和数据校正

基于2017～2019年地磁观测数据,利用多台对比的方法,分析了拉萨地磁台的地磁观测资料。结果显示：拉萨地磁台各分量绝对子夜均值年变化趋势与狮泉河地磁台、乾陵地磁台基本一致;拉萨地磁台日变化曲线存在干扰较多,通过与临近地磁台站对比,可以清晰地识别干扰变化,进而准确地对干扰数据进行校正。     

廊坊、富克地磁台观测数据分析

通过将廊坊、富克地磁台站数据与国内地磁台站十三陵、三亚台以及国际标准地磁台站MMB台的观测数据对比分析,发现各地磁台站数据变化幅度相近、相关性高,对地磁暴有明显响应,且磁暴期间各时段扰动幅度相近。同时,以高质量地磁数据为基础,采用快速傅里叶变换,对廊坊与富克地磁台站的地磁观测数据开展地磁脉动提取,研究发现,两个台站在地磁暴期间均能观测到明显的Pi1、Pi2、Pc5地磁脉动,且Pc5的持续时间、平均强度、变化幅度和Pi1的持续时间、变化幅度及Pi2的变化幅度均有明显增加,为今后开展地磁脉动与高能电子增强事件相关性研究奠定了基础。     

玉树地震的地磁预测研究

利用玉树地震前玉树周围500 km范围内的地磁观测数据,采用地磁垂直分量加卸载响应比、地磁垂直分量日变化幅度逐日比、地磁垂直分量日变化空间相关、低点位移等方法讨论了震源区地磁场变化与地震的相关性,并发现它们之间有较好的对应关系。     

淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

深地实验室具有电磁干扰小的“超净”地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明：(1)地下无(或弱)磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;(2)地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;(3)地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.     

京西地区地磁观测及其结果

为探索研究震磁前兆与地震预报,在京西地区布局了2×50个测点,使用 G—826与 G—816磁力仪,以2分钟采样率观测地磁总强度,每个季度观测1次。利用1987—1989年京西地区地磁观测资料,分析研究了该地区地磁总强度的时空变化,频谱特性及其幅比变化。结果表明,存在地磁变化的小尺度差异性,这种差异性与区域地质构造、地下介质电磁特性、局部应力状态等因素有关;在小区域范围内,地磁总强度频谱形态相当一致,但其频谱幅比的时空变化与周期、区域特征有关。分析探讨这种地磁时空变化与区域特征,可能是探索地磁预报地震方法的一条途径,今后应当加强观测研究。     

我国地磁观测研究的发展

简述半个世纪以来我国地磁观测研究的发展概况，内容包括我国地磁台站建设、地球主磁场测量与研究、变化磁场的时空特征及形成机制、地磁变化与地震、气候变化等自然现象的关系以及宇宙磁学．     

地磁垂直分量归零法及其初步应用

地磁垂直分量与地下介质的关系密切,地震发生之前地磁垂直分量日变化易于发生畸变使日均值发生改变,但是地磁受高空磁场扰动的影响很大,在磁暴和地磁扰动时日变化发生的畸变会掩盖地磁垂直分量日均值地震前的微小变化.本文提出一种新的地磁数据处理方法-地磁垂直分量归零法处理日均值,减少外空磁场对地磁垂直分量的影响,提取其地震前兆特征.     

红山台地磁日变化记录准确度标定分析

为了正确评价相对记录仪器记录到的地磁日变化的准确度,分析了红山台2套GM4磁通门磁力仪2009—2012年4年来的地磁日变化记录准确度标定基线值的精度和稳定性,同时对地磁日变化记录准确度标定基线值与地磁日变化的相关性进行了研究,得出以下结论:在标定时段2套GM4磁通门磁力仪D、H、Z3个分量基线值的变化幅度和测量误差都很小;1号GM4磁通门磁力仪比2号运行更加稳定,且日变化记录准确度标定基线值和地磁日变化之间相关性并不显著,这与2套仪器的自身老化和所处的观测环境等因素有关;红山台在上午10:30—12:30和下午15:30之后的时间段地磁日变化记录准确度标定基线值稳定,适宜进行地磁绝对观测。     

基于复杂度理论的地磁变化场时间序列特征分析

复杂度理论为研究地磁变化场提供了新思路和新途径.地磁变化场从物理起源上可以看作是一种复杂系统,因此,本文从军事工程应用需求出发,基于复杂度理论,提出运用样本熵、多尺度熵及滑动窗样本熵方法对不同磁扰程度下的地磁变化场时间序列进行复杂度特征分析,结果表明：（1）样本熵和多尺度熵能够很好地表征地磁扰动强度及演化特征,启发我们可设计一种新的“熵指数”来衡量地磁扰动大小;（2）滑动窗样本熵能够准确定位地磁扰动时间段,对于磁暴识别与预测、空间灾害性天气预警等有一定的参考价值;（3）Mackey-Glass时滞混沌方程随时间的演化呈现出与地磁场日变曲线非常相似的形态,因此,地磁变化场或许可用时滞混沌方程来表示,对于我们更好地认识地磁变化场物理机理、建模预测与地磁寻的等军事工程应用都有一定的意义.     

北京地磁台地磁场长期变化的初步研究

根据北京地磁台1987~2012年已正式出版的《地磁观测报告》资料,对北京地磁台地磁场的长期变化进行初步分析研究。系统地总结了北京地磁台地磁场长期变化的基本规律,这对进一步认识了解北京地磁台地磁场各要素的变化规律与特征,以及应用北京地磁台的资料有一定的意义。     

新老测点之间的地磁对比观测研究

１９９３年８─１１月，在马起乏与新测点上进行了较长时间的地磁场对比观测，获得了大量准确可靠的地磁资料。应用通化处理法、同步差值法、日变特征量比较法、快速谱分析法（ＦＦＴ）、幅比与位相差值法，分析研究了地磁对比观测资料。结果表明，在相同时间段内，各测点地磁变化形态相当一致，两个测点之间的同步差值平稳。由各测点地磁场总强度日变化的定量分析比较得出，其日变化是相当一致的。快速谱分析显示，在相同时间段内，各测点的幅度随周期的变化形态十分相似，总体上看，ＦＦＴ幅度随周期的减小呈下降趋势；从ＦＦＴ幅度Ａ，位相以及快谱幅比Ａ＿ｉ／Ａ与位相差的定量比较结果上看，各测点的ＦＦＴ有着良好的一致性。此外，还得到了新老测点之间的地磁数据的接点差。     

地电测值对地磁干扰的排除

运用Matlab工具软件,对地磁数字信号中的干扰分量进行FFT变换,滤除地电测值对地磁Z、D分量的干扰信号,清晰的反映出地磁变化的真实信息,从而提高对地磁数据的分析处理能力,对数据的异常识别、判定提高准确性,对资料的分析研究有一定实用价值。     

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。     

2006～2010年云南东部地区磁偏角变化特征

利用2006～2010年云南东部地区9期地磁三分量观测资料,经过日变改正、长期变化改正消除地磁场的日变化及长期变化影响,计算各期地磁内源场的曲面样条模型并剥离出地磁异常场分布,求解相邻两期地磁异常场差异获取地磁异常场的变化,并对磁异常场中磁偏角分布的变化进行了描述.     

基于快速傅里叶方法的地震前兆振幅谱分析

利用FFT方法,对地电、地磁、形变及重力等前兆时间序列信号进行分析,结果显示,宝昌地震台及乌加河地震台地电两测向日均值时间序列存在3个主要谐波分量,其中周期近一年的分量物理意义明确.FFT方法在精确确定前兆时间序列中的干扰信息周期时具有较好的效果.     

计算震磁背景场的数学方法

如何计算地磁场 (或地磁剩余场 )及其长期变化的趋势变化 ,是提取震磁异常的关键。文章简要介绍了计算震磁背景场的数学方法 :多项式方法、球冠谐和分析方法、矩谐分析方法和曲面样条函数方法     

The development of a regional geomagnetic daily variation model using neural networks

Global and regional geomagnetic field models give the components of the geomagnetic field as functions of position and epoch; most utilise a polynomial or Fourier series to map the input variables to the geomagnetic field values. The only temporal variation generally catered for in these models is the long term secular variation. However, there is an increasing need amongst certain users for models able to provide shorter term temporal variations, such as the geomagnetic daily variation. In this study, for the first time, artificial neural networks (ANNs) are utilised to develop a geomagnetic daily variation model. The model developed is for the southern African region; however, the method used could be applied to any other region or even globally. Besides local time and latitude, input variables considered in the daily variation model are season, sunspot number, and degree of geomagnetic activity. The ANN modelling of the geomagnetic daily variation is found to give results very similar to those obtained by the synthesis of harmonic coefficients which have been computed by the more traditional harmonic analysis of the daily variation.     

基于中国地磁台网地磁子夜均值数据对地磁急变的分析

为探索地磁长期变化中地磁急变事件的识别方法,分析地磁急变的特征,本文基于多个地磁台站子夜均值数据,利用线性拟合方法计算了地磁场X,Y和Z三个分量的年变率,对近年来发生的地磁急变事件进行了识别和分析。结果显示:Y分量能对分析时段内已报道的地磁急变事件进行很好的识别,其中1999年的地磁急变事件,在我国区域内发生的时间可能为1998年,此外2017年可能存在一个新的地磁急变事件;Z分量年变率整体变化平缓,2001年和2013年前后发生两次显著的地磁年变率变化,并且分别早于2003年和2014年两次显著的地磁急变事件时间,这与下地幔的高电导率层对不同分量地磁信号从核幔边界传播至地表过程中的延迟作用有关;X分量年变率出现多次地磁急变事件特征,其变化与D_st指数年变率变化具有相关性,可利用其去除X分量年变率中存在的外部空间电流体系影响成分,更可靠地辅助Y分量对地磁急变事件进行识别。总体上,地磁子夜均值数据年变率的空间分布与基于第12代国际地磁参考场（IGRF12）模型计算的地磁数据年变率的空间分布所呈现的变化特征在总趋势上具有一致性,表明地磁台站子夜均值数据能够反映我国区域地球主磁场的变化特征,而分别由子夜均值数据和IGRF12模型计算的2003年Y分量年变率空间分布均存在的显著局部特征,可能与地磁急变事件的区域特征有关。