西拉木伦断裂带东沿背景噪声特征分析

利用中国地震局的“中国地震科学台阵——华北地区东部”(简称科学台阵3.2期)项目西拉木伦断裂带东沿地区26个流动台站连续观测数据，通过计算其加速度功率谱密度和相应的概率密度函数及1～20 Hz频段速度均方根值，研究西拉木伦断裂带东沿地区背景噪声特征。研究结果表明，高频段背景噪声时空分布差异性显著，噪声源主要来自人类活动；微震频段背景噪声主要来自海洋活动，其中高频微震频段背景噪声没有时空分布差异；低频微震频段背景噪声有一定的时空分布差异，白天差异性相比夜间更突出，这主要因温度变化和观测井微变形引起；低频段，白天三分向噪声水平大于夜间，且水平向噪声水平和动态范围大于垂直向，主要因白天环境温度变化和地倾斜影响大于夜间，且水平向对温度和地倾斜比垂直向更敏感导致。     

粉质粘土台基处理方式对地震台背景噪声影响分析

计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,在不同台基处理方式下,研究粉质粘土层流动地震观测台站的噪声特征,分析噪声抑制效果,发现:在0.1—3 Hz频段,增加台基深度、钢钎固定铁板等方式对噪声影响较小;在3—49.8 Hz高频段,2.5 m深混凝土台基、1.5 m深钢钎固定铁板台基等较0.5 m深混凝土台基噪声降低约2—4 d B,1.5 m深钢钎固定铁板台基噪声水平较优;春季白天噪声水平较冬季高5—14 d B,春季夜间噪声水平低于冬季。     

新疆和田台阵PSD与PDF分析

和田台阵是我国第一个自主建成并运行至今的小孔径台阵,承担着监测印巴地区核试验以及我国西部地震活动的重要使命.台阵波形数据中充斥着背景噪声,直接影响着数据质量.为了评估台阵噪声水平,本文利用Welch平均周期法对9个子台记录的数十万条噪声样本进行功率谱估计,对出现的谱异常进行了总结归纳,通过绘制概率密度函数图以及单频曲线来研究背景噪声变化范围和规律,最后针对台阵降噪提出了建设性意见.研究结果表明,中心台长周期噪声功率谱密度随季节变化显著,具有周期性;受温度和气压影响,水平分量长周期噪声变化幅度较大,局部频段超出新高噪声模型,建议改善仪器安装条件,或者利用数学方法进行校正.所有子台短周期噪声变化规律与长周期相反,受到采石场影响,谱密度曲线在4~8 Hz之间出现形态规则的高频尖刺,A1、B3、B4子台最为明显,可以通过窄带滤波或者聚束予以压制.本文取得的研究成果为台阵运维提供重要依据,除此之外,总结出的不同地震频谱特征也为地震解释工作提供重要参考.     

上海地震台阵地动噪声功率谱分析

介绍了功率谱分析的计算方法，并将功率谱应用于对上海地震台阵地动噪声记录的分析。结果表明，该台阵16个子台的地动噪声功率谱在高于1Hz的频域上均低于宽频带台站的平均值，说明各子台的背景噪声符合并优于地震观测对背景噪声的要求。而对于高频段的噪声则可通过台阵的独特的数据处理，很容易将其去除。     

江苏省区域地表背景噪声特性的分析

利用welch方法,计算了江苏省"十五"数字地震台站地表背景噪声在0.01～20 Hz频带范围内的功率谱值,结果显示在周期10～16 8、4～8 s处分别存在两个明显的峰值.对比白天和夜晚时段台站三分向地表背景噪声的功率密度谱比值发现,地表台站三分向背景噪声在高频段(≥1 Hz)变化最为显著,在微震峰值频段(0.125～1 Hz)几乎所有台站之间的差异都不大,低频段(≤0.125 Hz)大部分台站垂直向白天时段的噪声水平比夜晚的值低,水平向则相反;但井下观测系统全频段内的比值变化都很小.此外,在2～16 Hz频率范围内,沿长江的苏南-上海地区的平均噪声水平高于苏中和苏北地区,比NLNM(低噪声模型)值高约45 dB左右;在0.125～1 Hz频率范围内,江苏中东部的噪声水平高于其他区域,推测这可能是与区域地质构造差异有关.     

天津地区台基背景噪声特征分析

利用Welch算法,选取天津数字地震台网31个台站记录资料中不同时段的无震记录,对无震观测资料进行功率谱计算,然后进行统计分析,得出了天津地区的背景噪声特征:就季节而言,背景噪声值的高值出现在夏天和秋天,低值出现在春天和冬天;就时间而言,高值出现在白天的14时,低值出现在夜间的2时。对比噪声功率谱曲线发现,在0.125~1 Hz频段内有一个明显的峰值,这主要是受海洋的影响。在1~20 Hz频段内,天津地区的背景噪声值高值区出现在中心城区、静海、滨海新区,低值区出现在蓟县、宝坻、宁河、武清,且中心城区、静海、滨海新区白天时段的背景噪声值明显高于夜间时段,这主要是受人为噪声的影响,而在0.125~1 Hz频段内,天津所有地区差异不大。     

鹤岗地震台阵勘选数据分析

作为"一带一路"地震台网项目的子项目,鹤岗地震台阵区域位置特殊,在地震监测中担负着重要使命。2019年,黑龙江省地震局采用Reftek-130B地震数据采集器和CMG-3T宽频带地震计,完成台阵前期勘选工作,连续波形记录时间30天以上,波形记录质量良好。利用该台阵已勘选的15个点位连续波形记录,估计各点位功率谱,通过绘制概率密度函数图和单频曲线,初步分析该地区背景噪声变化特征。分析结果表明,各勘选点位的噪声功率谱密度相对稳定,部分点位受人类活动影响,在10 Hz以上存在突变,3-5、3-6、4-4子台高频变化较为明显,勘选点位的背景噪声变化特征可为今后的地震台阵建设提供依据。     

内蒙古区域背景噪声特征分析

应用PDF方法,计算了内蒙古现运行48个测震台站0.01~20 Hz频带范围内的功率谱密度(PSD)和1~20 Hz频带范围内噪声均方根(RMS)值,定量分析了内蒙古区域背景噪声水平。结果显示:平均噪声水平属于Ⅰ类的台站有45个,Ⅱ类有3个;台站背景噪声在1 Hz以上频段内,主要受公路和人为影响;在0.6~1 Hz频段内背景噪声水平差异较小;在低频段,水平向受温度和湿度影响大于垂直向,山洞台受影响小于地面台。     

甚宽频带地震计自噪声测试方法对比

在河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,对JS-120型甚宽频带地震计采用2台和3台地震计同址比测法进行同址比测。选取连续600小时观测数据样本,基于分频带概率统计法,提取自噪声优势概率典型值,分析测试结果差异。结果表明,3台法可通过互功率谱之比校正地震计之间传递函数的差异,得到的自噪声水平比2台法更低,结果更加稳定;当比测地震计之间性能存在差异时,自噪声较高的地震计会影响记录的相干性,导致其他地震计自噪声结果偏高;由于安装过程中存在不一致性,在接近二类海洋噪声频段的0.1—1 Hz频带,地震计自噪声功率谱曲线形态发生变化,且2台法表现更明显;在0.04 Hz以下的低频段,地震计自噪声水平较高,与观测背景噪声接近,在进行低噪声科学实验观测场地遴选和背景噪声水平评估时,应考虑低频段地震计自噪声的影响。     

若羌测震台背景噪声分析

若羌测震台属国家测震台,为了评估该台站背景噪声水平,采用Welch平均周期法,对2009—2019年共11年近5 000条小时波形数据进行功率谱计算,分析异常噪声特征。同时,绘制该台站11年无断记数据概率密度函数图,分析整体噪声水平。分析发现:①若羌测震台受持续增加的人类活动影响,背景噪声水平不断升高;②受气压影响,水平向噪声水平明显高于垂直向;③2017年后,若羌测震台功率谱密度曲线在频率10 Hz附近出现高频异常,应为米兰河水库运行造成的固有干扰。     

西昌流动地震台阵背景噪声特征分析

利用西昌流动地震台阵2013年1月至4月观测的垂直分量的地震连续波形数据,计算了各台站评价环境噪声的功率谱密度概率密度函数,对地震台站环境背景噪声特征进行了分析。计算结果表明,西昌流动地震台阵多数台站环境的噪声水平较低,平均噪声水平在0.01~10 Hz频段低于全球新高噪声模型(NHNM)的参考值,不同台站在0.1~1 Hz频段的噪声水平基本相同,更接近于全球新低噪声模型(NLNM)的参考值。当地震计架设在基岩上并采用密封措施后,可以有效防风和保温,并且降低了气压变化对地震计的干扰。     

台基观测方式对地震台站背景噪声影响分析

重庆地区3个地震台站经改造后,台基类型由深坑观测改变为地表观测。分别计算3个台站改造前后的噪声功率谱密度（PSD）及相应的概率密度函数（PDF）,通过噪声功率谱平均噪声曲线,评估3个台站台基背景噪声变化情况。计算结果表明,3个改造台站环境噪声水平有所增加,尤其在2 Hz以上的频段,其中合川云门台（YUM）最大增加9 dB,开县临江台（LIJ）最大增加10 dB,忠县善广台（SHG）最大增加4 dB。目前,3个台站1—20 Hz频带范围内环境噪声水平仍符合观测规范要求,但改变台基观测方式后,传感器接收到人为干扰噪声信号更丰富。因此,开展地震台站建设、改造施工要慎重改变台基观测方式。     

黑龙江省地震科学台阵背景噪声特征分析

2019年黑龙江省完成"一带一路"地震科学台阵项目中台址勘选工作,基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据,通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明：黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低,观测环境较好;中部和东北部地区噪声水平较高,大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布,使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。     

锡林浩特地震台背景噪声特性

选取锡林浩特地震台2020年测震系统连续观测数据,计算背景噪声加速度功率谱密度、功率谱概率密度及1—20 Hz频段RMS值,分析该台背景噪声变化特征。研究结果表明,锡林浩特地震台三分向RMS值逐月变化规律基本一致,具体体现在：在0.01—0.1Hz频段,水平向背景噪声值明显高于垂直向数值,差值最高可达20dB;在0.1—1Hz频段,三分向背景噪声值在频点0.25Hz附近均有峰值出现,且峰值幅度呈一定季节性变化;在1—1.6 Hz频段,1—2月受新冠疫情防控影响,人类活动大幅度减少,3—12月背景噪声值有峰值出现,应为距该台约2 km的锡林浩特市人类活动所致。     

天津GM4磁通门磁力仪受轨道交通干扰的谱分析

对天津地区的静海、徐庄子和宝坻新台的3台GM4磁通门磁力仪数据进行了噪声的频谱分析。发现噪声的优势频段在0.001~0.02 Hz之内,其中主要的干扰频段在0.005~0.01 Hz,在主要干扰频段内的振幅谱幅值越高,跳点越多,跳值也越大。从功率谱上看,静海受干扰最明显,徐庄子次之,宝坻新台受影响很小;噪声越大,功率谱振幅在主要干扰频段内跃升越大,频段越宽,且功率谱降幅与干扰距有关,干扰距越小,降幅越小。     

小北湖火山台迁建前后观测数据对比分析

小北湖火山台原址位于原始森林保护区,按照林区防火要求,2019年选址迁建。选取迁建前后小北湖火山台观测数据,通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,分析了迁建前后地震观测台站的噪声特征。结果表明,在1—20 Hz频段内,迁建后功率谱噪声值普遍降低10—20 dB;从RMS值来看,UD向降低22.0%,EW向降低58.2%,NS向降低62.8%,达到Ⅰ级台基水平,迁建后井下环境抗干扰能力更强,观测效果更好。     

乌鲁木齐及周边地区新冠疫情前后背景噪声分析

选取2019年1月至2022年12月乌鲁木齐及周边地区14个测震台站垂直分量波形记录,通过计算PSD（功率谱密度）和PDF（概率密度函数）,统计不同频段功率谱密度分布情况,对比乌鲁木齐及周边地区疫情前后背景噪声变化特征,并结合大数据探讨人口迁徙与背景噪声变化的相关性。同时计算了疫情前后研究区最小完备震级（Mc）,对比分析其地震监测能力变化特征。结果表明：研究区地震背景噪声水平受疫情影响出现不同程度的下降,高频段（1～35 Hz）最大下降幅度为36.6 dB,部分台站长周期频段下降突出,这是人类活动间接影响的;上述变化与人口迁徙大数据变化呈现了极大的正相关。此外在疫情封闭期间,地震监测能力并没有明显的提高,但部分台站获得更为清晰的震相记录。     

北京测震台网台基背景噪声特征

利用Welch算法,选取北京市测震台网28个测震台站地震连续波形中不同时段的无震记录,计算其台基噪声功率谱并进行背景噪声特征的统计分析,结果表明:北京市测震台网各台基噪声背景优势频率各有特征,高低频段噪声功率谱曲线差异大。在1~20Hz频段内,北京地区的背景噪声高值区出现在中心城区附近,低值区出现在北部的琉璃庙、密云和南部的上方山等台站,主要受人为噪声影响;在0.008~0.1Hz频段内,北京所有地区差异不大。     

南京市测震台网台站背景噪声分析与应用

地震观测台站背景噪声水平是影响台网地震监测能力的重要因素。通过分析南京市属台站的噪声水平和背景噪声功率谱概率密度函数分布,发现2017年与2018年因受较多因素干扰,背景噪声水平整体高于2016年,结合仪器故障、溧水观音寺施工及六合台体应变施工等事件,探讨了如何及时发现观测环境的变化及仪器故障对台基噪声数据的影响。结果表明,研究台站背景噪声的变化,对了解台站数据记录质量、监控台站观测环境以及地震观测系统健康状态具有一定的参考意义。     

黑龙江省测震台站背景噪声及动态范围分析

通过对黑龙江省测震台站台基背景噪声数据的计算和分析,得到当前各参评台站台基背景噪声地动速度均方根值（RMS）、台基噪声等级以及有效测量动态范围,并对存在突出问题的PSD曲线进行分析。通过计算各台站功率谱密度,得出台站在不同频段受干扰的情况。分析认为,黑龙江省29个台站环境地噪声水平为Ⅰ级,碾子山地震台环境地噪声水平为Ⅱ级（受当地采矿业机械震动影响）,七台河地震台环境地噪声水平为Ⅳ级;除七台河地震台观测动态范围小于130 dB,其他台站均大于130 dB。