山东数字测震台站台基背景噪声分析

介绍了山东数字地震台网基本情况,计算了40个测震台站台基背景噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度(PSD),进而计算地震台台基1-20 Hz地动噪声均方根值(RMS)和有效动态观测范围.根据计算结果,依照《地震台站观测环境技术要求》,对山东测震数字台网40个参评测震台站进行背景噪声级别分类,并分析不同台站背景噪声...     

昆明地震台地面与井下地震观测背景噪声对比

对昆明地震台山洞内放置的宽频带地震仪BBVS-60及观测井内放置的GL-S60B深井宽频带地震仪所记录的资料,进行背景噪声对比分析,得到基岩地区地面及井下背景噪声干扰,为今后在云南地区推广井下观测提供参考依据。结果显示,在1—20 Hz频段内,井下台背景噪声RM_S值比地表台小,降噪效果UD向达30%以上,EW向达50%,NS向达60%。在100—30 s频带内噪声不降反升,原因有待进一步分析。     

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。     

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。     

中国大陆地区宽频带地震台网台基噪声特征

利用中国地震台网880个宽频带地震台站2014年1月至2015年12月的垂直分量连续波形记录,通过计算每个台站的噪声功率谱密度和概率密度函数,对中国大陆地区的台基噪声水平进行了初步分析。结果表明:中国大陆的噪声水平在不同频带呈现不同的分区特性,其中高频带（0.1—1 s）噪声水平在西部和北部较低,而在中东部地区较高,京津冀和东南沿海地区最高;城市噪声水平高于人口稀少地区,表明高频带噪声与交通、工业等人文活动强度具有较高的相关性;在盆地及其边缘地区,高频带噪声水平高于周边山区,可能与沉积层的放大效应有关;微震噪声（1—20 s）主要来自于中国东部海岸线的海洋活动作用,其强度由东南沿海向内陆地区逐渐变弱。基于噪声的分区特征,利用概率密度函数的第5和第95百分位数获取了31个地震台网的高低噪声基线,相比全球新高低噪声模型,该基线能够对台站观测状态进行更有效的判别。      

地震流动观测实用技术研究

根据地震流动观测实践经验,归纳总结了地震流动观测在提升地震监测能力,开展地震科学研究方面的作用和意义。着重介绍根据不同地区日照情况和设备功耗水平,确定流动地震台站关键设备参数的方法;针对流动观测特点设计制作地震流动观测防护装置、专用底座和集成装置;通过开展软土场地和水泥地面对比观测,分析两种观测环境下背景噪声特点,为改进和发展地震流动观测实用技术拓宽思路。      

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。     

地震台站台基噪声功率谱概率密度函数Matlab实现

选取2015年四川数字测震台网中筠连和华蓥山地震台记录的垂直分向连续波形数据,利用Matlab软件,计算地震台站台基噪声功率谱概率密度函数,分析地震台站环境噪声特征。结果表明,台站环境噪声功率谱密度概率密度分布对地震事件波形（体波、面波）、人为噪声（台站周围人为活动、车辆及机器噪声等高频干扰）、系统瞬变（数据丢失、地震计小故障）以及仪器标定信号等反映较好。使用台基噪声功率谱概率密度函数方法,有利于监测地震台站数据记录,提高观测数据质量。     

连云港地震台台基噪声与干扰源分析

通过对连云港地震台台基背景噪声进行计算和分析,得出该台台基背景噪声属于Ⅰ类噪声水平。分析该台6—7月观测数据,得出日夜噪声差值约3 dB。分析发现,该台人为干扰为基础建设的工程车干扰、景区人员聚集和车辆干扰;自然环境干扰主要来自大风干扰。     

昭通巡龙测震台台基背景噪声特征分析

选取昭通巡龙测震台2019～2022年相同时段内的地震观测资料,对地震观测数据进行静态地脉动噪声功率谱密度(PSD)估计和静态地脉动速度噪声有效值(RMS)计算。通过数据对比分析,得到昭通巡龙测震台近四年背景噪声变化特征。分析发现,仪器观测频带内整体噪声处于正常水平,年变化形态不明显;随着季节的不断变化,昭通台背景噪声水平也出现相对应的变化,高频部分受人类活动影响,具有明显的季节变化特征。     

Monitoring temporal variations in instrument responses in regional broadband seismic network using ambient seismic noise

High‐quality broadband data are required to promote the development of seismology research. Instrument response errors that affect data quality are often difficult to detect from visual waveform inspection alone. Here, we propose a method that uses ambient noise data in the period range of 5?25 s to monitor instrument performance and check data quality in situ. Amplitude information of coda waves and travel time of surface waves extracted from cross‐correlations of ambient noise are used to assess temporal variations in the sensitivity and poles–zeros of instrument responses. The method is based on an analysis of amplitude and phase index parameters calculated from pairwise cross‐correlations of three stations, which provides multiple references for reliable error estimates. Index parameters calculated daily during a two‐year observation period are evaluated to identify stations with instrument response errors in real time. During data processing, initial instrument responses are used in place of available instrument responses to simulate instrument response errors, which are then used to verify our results. The coda waves of noise cross‐correlations help mitigate the effects of a non‐isotropic field and make the amplitude measurements quite stable. Additionally, effects of instrument response errors that experience pole–zero variations on monitoring temporal variations in crustal properties appear statistically significant of velocity perturbation and larger than the standard deviation. Monitoring seismic instrument performance helps eliminate data pollution before analysis begins.     

北京市测震台网数字地震台站台基背景噪声分析

基于北京市测震台网连续三分量地震计波形数据,计算28个测震台站台基噪声,利用Welch方法计算噪声功率谱密度（PSD）,进而计算地震台台基1-20 Hz地动噪声均方根值（RMS）和观测动态范围。结果表明,依照《地震台站观测环境技术要求》,北京市测震台网中有11个Ⅰ类台、9个Ⅱ类台、6个Ⅲ类台、2个Ⅳ类台。通过分析北京市测震台网数字地震台背景噪声水平,为测震台网的规划建设提供数据支持。     

地震噪声异常实时监测

本文以福建省85个测震台站2012年全年噪声资料中的垂直向记录作为研究对象,将噪声记录以每5min为单位进行分段,求出每小段的功率谱,应用概率分布函数方法绘出台站的PDF图,之后利用网格概率法确定出台站的高低噪声参照线。另外,以85个台站的PDF图为基础,将噪声异常分成缺数异常、低噪处异常、高噪处异常、中噪处异常等4类。依据4类异常的特征分别找出每一类异常的遴选方法,再将这4种挑选方法相结合形成地震噪声实时监测系统。选取福建省85个测震台站2013年7月份的噪声记录进行验证,结果表明:85个台站应用地震噪声实时监测系统识别出来的异常正确率都达到90%以上,遴选效果很好,可用于对台站噪声实时监测。     

Site response obtained from array techniques applied to the seismic noise: Two examples in Italy

The vertical component of the seismic noise has been recorded in two different sites near the towns of Mercato S. Severino and Benevento in Southern Italy by a small aperture array, in order to investigate the characteristics of the noise propagation and to study the site response. Three different array techniques have been applied in the two investigated sites: Beam Forming, High Resolution and Spatial Correlation methods. We used two simple array geometry for localising possible noise sources and estimating local shallow structure using ambient noise. The cross shaped array results effective for determining the phase velocity of waves in the case when the noise is from a single localised source; the circular array, on the other hand, is successfully used when the noise sources are distributed. The main results are: the analysis of a coherent component of the noise recorded in the two sites, interpreted as Rayleigh waves, results in reasonable velocity models; the noise recorded in the M.S.S. Plain is a space stationary signal, while the noise at the Benevento site is possibly produced by a stable noise source located close to the array. Due to this evidence, the correlation method does not yield satisfactory results when applied to the Benevento site. The 2–6 Hz spectral peaks of the noise recorded in the M.S.S. Plain can be interpreted as due to a site effect, considering the satisfactory agreement of the noise spectrum at those frequencies with the theoretical transfer function computed on the basis of the velocity model deduced from the Rayleigh waves dispersion analysis.     

Frequency dependent polarization analysis of ambient seismic noise recorded at a broadband seismometer in the central United States

We present a new approach to polarization analysis of seismic noise recorded by three-component seismometers.It is based on statistical analysis of frequency-dependent particle motion properties determined from a large number of time windows via eigenanalysis of the 3-by-3,Hermitian,spectral covariance matrix.We applied the algorithm to continuous data recorded in 2009 by the seismic station SLM,located in central North America.A rich variety of noise sources was observed.At low frequencies (0.05 Hz) we observed a tilt-related signal that showed some elliptical motion in the horizontal plane.In the microseism band of 0.05-0.25 Hz,we observed Rayleigh energy arriving from the northeast,but with three distinct peaks instead of the classic single and double frequency peaks.At intermediate frequencies of 0.5-2.0 Hz,the noise was dominated by non-fundamental-mode Rayleigh energy,most likely P and Lg waves.At the highest frequencies (3 Hz),Rayleigh-type energy was again dominant in the form of Rg waves created by nearby cultural activities.Analysis of the time dependence of noise power shows that a frequency range of at least 0.02-1.0 Hz (much larger than the microseism band) is sensitive to annual,meteorologically induced sources of noise.     

地面与地下深部地震背景噪声对比分析

深部地下空间具有低于地面的噪声环境,为开展高精度多物理场观测提供了绝佳平台.通过淮南潘一东矿区海拔-848 m的井下巷道和地面的地震联测,我们分析了深部地下与地面的地振动背景噪声特征.对比结果显示,大于1.0 Hz的高频段,地面噪声功率谱密度（Power Spectral Density,PSD）值高出地下20~40 dB,并呈现随人类活动变化的昼夜模式;而井下观测不存在这一时变规律,地下巷道上覆870 m厚的沉积层有效衰减了浅层或地表的人文噪声.0.1~1.0 Hz频段二者差异相对减小,地面PSD值平均高出地下10 dB.小于0.1 Hz的低频噪声差异较小,或与井下气流干扰和仪器本底噪声有关.在第二地脉动谱的对比中,可发现明显的场地放大效应和地脉动峰的分裂现象.此外,深部地下低噪声环境突显了若干高频非时变信号,根据频域极化分析可厘定这些稳定噪声为井下的固定振动源.上述结果说明深部地下可以为高精度地震观测和震源定位提供优良环境,同时也给深地实验室的后续建设以及相关深地研究提供重要参考.

     

吉林测震台网数字台站台基噪声功率谱分析

介绍吉林测震台网数字台站仪器配置,对台网31个测震台站台基噪声功率谱进行计算,得出各地震台台基的地动噪声的均方根值、观测动态范围、地噪声功率谱,并将计算地动噪声功率谱作为吉林地震台网资料分析处理的一项日常工作进行.     

BBVS-60、CMG-3ESPC型地震计工作参数对比分析

通过在同一地点、同一环境下安装架设目前新疆测震台网使用较为广泛的BBVS-60型、CMG-3ESPC型地震计,使用同一类型数据采集器进行实时数据采集,对观测数据的噪声水平、动态范围等指标进行对比分析,探寻两类地震计在实际工作中的部分性能指标差异,为今后开展地震监测及相关研究工作提供依据.     

宁波地震台ZK03井水温平行观测资料的对比分析

2000年12月21日,宁波地震台ZK03井增加水温测项(“九五”水温),2010年4月2日,在同一井孔内同一深度又增加水温仪器(“十五”水温)进行平行观测.结果发现,2套仪器初装时的水温绝对精度测值基本相同,说明该井水温10年来的趋势性上升不是井孔内水温度的变化,可能是仪器的系统性变化引起的,即仪器的漂移现象所致,但对地震前兆观测是没有明显影响的.通过近9个月的平行观测,发现2套仪器测值的趋势性变化基本一致.在受到雷电和交流电脉冲干扰时,2套仪器水温测值出现了不同的变化形态,可能与每套观测仪器的系统特性有关.由于安装“十五”水温仪而对“九五”水温测值的干扰表明,“九五”水温仪虽然经过10余年的连续运行,但传感器的灵敏度还是很高的,可以继续使用.