辽南地磁场变化与地震

通过对辽南地区流动地磁资料的分析与研究,进一步加深了对辽南地磁场变化的认识。结合１９９７年以来在辽南地区发生的ＭＬ≥４．０地震,根据地震前后地磁场联台差变化,探讨地磁场变化与地震发生的联系。     

日侧极隙纬度低频波及其与地磁扰动的关系

利用挪威斯瓦尔巴德地区的ＥＬＦ／ＶＬＦ观测资料和世界数据中心公布的Ｋｐ指数，分析了日侧极隙纬度低频波不同季节里的周日变化和１９８４年５月－１９８６年４月的年度变化及这些波与地磁扰动的某些关系．主要结果有：１．夏季ＥＬＦ波出现率极大值最大，而冬季的最小，前者约为后者的３倍，而且此极大值无论哪个季节都出现在磁正午时段．２．ＶＬＦ波出现率在夏季较小冬季较大；其极大值出现在磁午后至磁子夜前的２－４ｈ时段里．３．夏季ＥＬＦ波指数∑Ａ与地磁指数∑ＫＰ日变化较相吻合，在太阳自转周内两者相关系数约为０．６．４．冬季ＶＬＦ波指数∑Ａ与∑Ｋｐ日变化相吻合，在太阳自转周内两者相关系数可达０．８．这些结果表明日侧极隙纬度ＥＬＦ波和ＶＬＦ波各有不同的产生机制和源区．     

苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区地磁监测与分析

通过在苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区开展地磁基本场矢量测量、 数据处理和分析, 计算了该区域地磁基本场和地磁异常场总强度和水平强度的曲面样条模型, 并绘制相应的地磁图和地磁异常图, 探索研究局部地磁基本场的变化特征。 分析结果表明, 通过区域地磁基本场矢量测量, 能相对精细地反应区域地磁基本场空间分布, 分辨存在的地磁基本场异常, 为地震中长期预报提供科学数据和相关地球物理场变化背景。     

基于IGRF13和WMM2020模型的地磁匹配特征量的选择

地磁导航具有极好的自主性、隐蔽性以及抗干扰性,而且近几年越来越引起广泛的关注和研究．在地磁匹配导航系统中,地磁特征量对导航性能有极大的影响,而且特征量数据之间有较大的差异,因此选择最佳的地磁匹配特征量是实现高性能地磁匹配导航的重要任务．本文采用了最新的国际地磁参考场模型IGRF13与世界地磁模型WMM2020研究分析了地磁场分量随时间及空间的变化情况,进而选择出匹配效果最佳的地磁匹配特征量．首先基于两种模型数据,通过用坡度的概念来描述导航区域的七个地磁匹配特征量随空间变化的情况,最终排除坡度较小的角度类地磁场特征量;其次,因地磁场的时间变化分析可以从点和区域两个方面进行,故采用控制变量法,分别计算出两个模型的单点以及区域的地磁信息熵值,以此来分析地磁匹配特征量随时间变化的情况．然后,通过基于两种地磁模型数据的计算与分析,结果均发现垂直分量Z是最佳的地磁特征量．最后,在导航区域分别基于模型数据和实测数据进行定位实验,进一步验证了分析的结果,为地磁匹配导航提供了可靠的依据．     

地震前地磁垂直分量变化特征及其成因的讨论

本文分析了1976年7月28日唐山7.8级地震和1982年4月14日海原5.5级地震前的地磁变化。指出地震前地磁垂直分量减小的变化可能是高电导带附近的地震地磁前兆的一种特征。同时认为,这种地磁变化的原因可能是由于地幔物质对流导致居里等温面的变化所引起的。     

汶川8.0级地震前地磁日变化异常综合分析

运用地磁低点位移、地磁加卸载响应比和地磁Z分量日变幅逐日比3种地磁分析方法,分析了2008年5月12日汶川8.0级地震前的地磁前兆异常现象。研究发现,运用上述3种方法,汶川地震前出现多次异常,地震发生在异常预测线集中交汇区域。综合分析结果显示,地磁多方法综合分析可以有效提升地震预测的精确性。文章还讨论了地磁日变化畸变异常机理问题。     

频谱分析在地磁与震磁研究中的应用

本文阐述了谐和分析与快速谱分析方法在诸如地磁短周期变化、磁暴、地磁总强度变化及其快谱幅比、地磁干扰噪声等地磁与震磁研究中的实际应用,以及所得到的有意义结果。     

福建地区流动地磁观测与地震的关系

介绍了福建省流动地磁野外观测及资料的处理情况。利用１９９０年以来的流磁资料,采用常规差值法和差值滑动滤波方法,分析了９０年代发生在我省及邻近海域的地震与地磁异常变化的关系。结果表明,震前存在着地磁异常的变化信息,反映出地磁宾复杂性。     

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。      

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。     

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.     

2000年中国地磁场及其长期变化冠谐分析

根据1998～2000年完成的118个地磁测点 和39个地磁台的三分量绝对测量资料以及IGRF2000，计算2000年中国地磁场冠谐模型(截断 阶数为8)，以及2000～2005年中国地磁长期变化冠谐模型(截断阶数为6). 球冠极位于36 °N，104°E，球冠半角为30°. 中国地磁场冠谐模型能更好地表示我国地磁场的时空变化 ，地磁场模型的均方偏差为：104.4 nT(X分量)，103.3 nT(Y分量)，123.9 nT(Z分量). 依据地磁场及其长期变化的冠谐模型，分别绘制2000年中国地磁图(F，X，Y，Z)和异常磁场图(ΔF，ΔX，ΔY，ΔZ)，以及2000～2005年地磁长期变化图(F，X，Y，Z). 指出改善地磁场模型边界效应 的途径，并对如何布设地磁复测点提出了建议.     

2013年3月3日洱源MS5.5地震前 地磁谐波振幅比异常研究

本文首先使用滇西北地磁台阵8个测点2012年6月1日—2013年5月31日记录的短周期地磁数据, 计算得到各测点的谐波振幅比时间序列变化曲线. 该曲线显示: 各测点的谐波振幅比Y_ZHy和Y_HD在2013年3月3日普洱M_S5.5地震前均呈显著高值, 发震前则刚好是由高转低再上升的一个转折点; 而谐波振幅比Y_ZHx没有出现类似的异常变化. 其次通过对台阵区地下电导率结构的定性分析, 对该计算结果予以解释. 对于地磁短周期垂直分量反相现象和威斯矢量分布的分析结果表明, 地下存在着近似南北走向的电导率异常带. 由于台阵区域Y_ZHy和Y_HD的异常变化代表南北向地下电导率变化和地下电导率不均匀, 因此谐波振幅比的变化与电导率异常带的分布一致, 表明谐波振幅比的变化与地下电性结构密切相关.      

重庆武隆M5.0地震前地磁异常特征分析

选取恩施台、涪陵江东台、石柱黄水台以及武隆仙女山台2012年1月至2017年11月地磁数据进行异常分析,得到各个台站的地磁谐波振幅比和加卸载响应比计算结果,并结合2017年11月23日重庆武隆M5.0地震震中附近地质构造背景分析地震前后地磁异常现象。分析结果认为大部分地磁谐波振幅比变化特征类似于地电阻率的变化特征,表现为"下降-转折-上升"过程。本次地震大致发生在转折上升的初期阶段,其中震中距较小的台站地磁谐波振幅比变化趋势不同步,但变化幅度大致相同,而震中距较大的台站地磁谐波振幅比变化趋势较为同步,变化幅度较大。此外,研究还表明震前地磁加卸载响应比异常高值在时空分布上与震中位置具有很好的对应关系。     

Studying the dynamics of the lunar daily geomagnetic variations

Results of studying the lunar daily geomagnetic variations in the spectral and time regions at the network of observatories are presented. The seasonal variations in the amplitudes of the fundamental harmonic constituents of three lunar variation components have been revealed. The seasonal time variations have been analyzed using the digital bandpass filtering and harmonic synthesis based on the data of the Kakioka and Memambetsu geomagnetic observatories. The 11-year solar cycle and annual and semiannual periods have been distinguished in the seasonal variation spectrum. Studying the spectral singularities of the lunar daily variation at these observatories and the sea level variations in daytime and nighttime hours has made it possible to identify the contribution of the oceanic dynamo to the lunar variation vertical component.     

主磁场谐波成分的空间相对强度分析

利用IGRF国际参考地磁场模型, 计算并分析了7~13阶球谐成分对主磁场的贡献。 结果表明, 地磁场要素F、 H和I的空间梯度具有显著的空间不均匀性, 有些区域梯度变化平缓, 有些地区梯度呈涡状结构, 进而由地磁场的空间梯度估算得到卫星高度的空间相对变化强度, 以及卫星上安装磁强计的伸杆震颤可能引起的观测误差。 此外, 主磁场梯度的长期变化非常缓慢, 在大约150年间其最大变化强度约为6 nT。 对于中国电磁卫星5年的设计寿命而言, 梯度变化幅度可能约为0.04 nT, 该梯度变化量对于主磁场的空间相对强度不会产生显著影响。     

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。     

国际地磁参考场在中国大陆地区的误差分析

IGRF（国际地磁参考场）是有关地球 主磁场与长期变化的模型，IGRF的误差主要来源于：忽略外源场、球谐级数的截断、台站分 布的不均匀、测量、忽略地壳磁异常场等. 分析我国大陆地区IGRF的误差，有利于我国地磁 研究 人员在工作中合理地应用IGRF资料. 如果不计磁异常与环境干扰都比较大的北京台，29个基 准台的IGRF的误差(均方根差)为146.9nT.