中国地区地磁长期变化研究

采用2000~2004年中国地区34个台站的地磁日均值数据, 计算了通日和静日的平均年变率,以及静日的拟合年变率.应用上述年变率, 建立了2000.0~2005.0年代中国地区地磁场长期变化泰勒多项式模型和曲面样条模型.分析讨论了该泰勒多项式模型和曲面样条模型与国际地磁参考场长期变化模型(IGRF-SV)的异同, 结果表明,中国地区地磁长期变化的泰勒多项式模型与曲面样条模型的形态与数值是一致的,而且与IGRF-SV长期变化的趋势也是一致的,但中国地区地磁长期变化具有区域特征.     

华北地区地磁场Z分量长期变化的拟合与预测

本文利用华北及邻近地区17个地磁台1980—1987年地磁场Z分量的实测资料,对华北地区地磁场长期变化特征进行了分析研究,并对1988—1987年的地磁场年变率进行了预测。工作中采用的数学分析方法是泰勒二次多项式曲面拟合,自变量除经纬度坐标外,还增加了时间自变量。工作结果表明,其随机拟合偏差在1—2nT,得到了较好的效果。其结果,可提供地磁人员在地震监视中使用。     

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。      

两次中强以上地震地磁垂直分量的变化

本文用数学拟合方法,求出1975—1978年辽宁地区12个流磁测点地磁年变率的分布函数,通过IBM 计算机处理结果表明:此资料对研究地磁场年变特征,寻求地磁资料处理方法是有意义的,对垂直分量(Z 以下同)的时空变化进行了讨论,试图说明1976年7月28日唐山7.8级和1978年5月18日官屯6.0级两次中强以上地震辽宁地区地磁垂直分量变化趋势和特征。     

华南地区地磁场长期变化特征

使用华南地区5个国家基准地磁台2008—2018年地磁观测数据,通过对磁偏角D、磁倾角I、总强度F、北向分量X、东向分量Y、水平分量H、垂直分量Z月均值及年变率的分析,研究该区地磁场长期变化特征。结果表明,华南地区5个地磁台近10年来七要素月均值及年变率均呈缓慢变化趋势,且变化量相当,反映了该区域地磁场长期变化的特征。     

中国及邻近地区地磁长期变化分析

利用2010.0—2016.0年中国国际地磁交换台站和中国邻近地区共14个地磁台站的X,Y,Z分量观测数据,结合世界资料中心发布的静扰日数据,计算了台站十日静日午夜均值,并进行三次多项式拟合,得到X,Y,Z分量的长期变化和年变率。同时,利用CHAOS-6和IGRF-12模型计算了2010.0—2016.0年F分量的长期变化,分别得到了CHAOS-6及IGRF-12模型计算值与台站观测值的差值。结果表明:同一地区的台站X,Y,Z分量变化趋势基本一致;Z分量的平均年变率与X,Y分量相比偏大;CHAOS-6和IGRF-12模型描述的F分量的长期变化与台站观测值之间的差值的绝对值分别为4.8～253.7 nT和0.9～420.0 nT。产生上述误差的原因主要是CHAOS-6和IGRF-12模型是描述全球地磁场的模型,而地磁场及其长期变化具有显著的区域特征和局部特征。     

唐山地震前磁场长期变的局部异常

利用我国及邻近地区(北纬25°—55°,东经105°—145°)14个台站1969—1978年地磁总场强度 T 和垂直分量 Z 绝对观测的年均值时序曲线,经平滑后求得各台逐年的年变率,在空间模式的基础上进而求得 T、Z 年变率随经度、纬度和时间的二次时空分布模式。以此为地磁长期变的时间—空间参考场,审核了昌黎、宝坻、青光、北京和红山五个台站及10个测点截至1978年底绝对测量资料。发现昌黎台地磁垂直分量 Z 自1973年起至1976年系统偏离由参考场计算的拟合曲线,1975年偏差达最大值,幅值为 10r,1976年大震后至1978年底实测值与拟合曲线相当吻合;位于唐山极震区的唐山测点 Z,在1975—1976年系统偏离拟合曲线-12r;位于唐山余震 M_s=6.9震中附近的宁河测点 T 与拟合曲线系统偏差 8r,此测点位于蓟运河断裂之东侧;断裂西侧的东堤头测点T 的系统偏差为-1Or。Z、T 二分量总的异常展布范围与震源区基本相符。距震中位置较远的台站和测点未有超出2σ的偏差。实测值相对于拟合曲线的系统偏离可能是唐山地震的震磁效应。     

北京国家地球观象台地磁场长期变化特征分析

利用北京国家地球观象台1957—2013年的地磁连续观测资料,对北京地磁场七个分量的均值和年变率进行分析,总结出地磁场七个要素不同的变化特征。此项工作对了解和应用北京地震台地磁的资料有一定的意义。     

1990—1991年中国地区主磁场变化—全国地磁台站资料质量分析结果

根据全国地磁台站资料质量评审中提供的信息,对全国台站1990-1991年地磁场三分量的年均值进行了分析,给出了年变率分布特征及相应的等值线图。     

2000年中国地区地磁场长期变化的区域特征

本文用中国地磁场复测点和地磁台站资料,建立了2000年代中国参考地磁场长期变化模型CGRF-SV2000.模型显示,中国地区地磁场变化比较平缓,X、Y、Z、H、D、I、F七个地磁要素的“无符号平均年变率”分别为122 nT/a、82 nT/a、438 nT/a、118 nT/a、096(′)/a、299(′)/a、224 nT/a,比国际参考地磁场IGRF给出的全球年变率约小1/3到1/2.各地磁要素的变化显示,地磁北极正在向中国移近,或者说,中国正在向高地磁纬度方向移动,平均移动速度约为3(′)/a.磁偏角变化还显示,中国地区东西部偏角差异继续扩大.作为检验和对比研究,本文利用第8代国际参考地磁场（IGRF）模型,分析了全球地磁场长期变化的时空特征,讨论了全球长期变模型IGRF_SV与中国长期变模型CGRF_SV的异同点.对比分析表明,中国地区地磁场的长期变化与全球长期变化总趋势基本符合,但是,CGRF_SV也表现出一些特有的局部异常特征.     

山西北部地磁差值年变率δF异常分析

运用地磁差值年变率方法,对山西北部出现的趋势性地磁异常做了进一步的研究,对差值年变率动态图象作出了解释,并将处理后的差值年变率δＦ异常结合１９９９年５月１５日山西应县４．６级地震作了对应分析。     

河北省近年地磁Z分量长期变特征

本文利用河北省昌黎、红山等８个地磁台Ｚ分量资料，计算了年均值和各台相对红山台的差值。结果表明，近年内各地磁台Ｚ分量变化趋势是一致的，均属非线性变化，年变速率逐渐加大，１９９４—１９９３年的年变率已是１９７８—１９７７年的３倍左右。同时，又反映出各台的差异，有变化速率由东南向西北逐渐变小的特征。指出这一特征可能对相当范围的地磁长期变有一定的代表性     

首都圈地磁差值年变率δF异常与地震预测研究

通过对１９８８￣１９９６年首都圈４０个测点的地磁差值年变率δＦ变化的全面分析研究,获得了近期两次唐山震区中强地震的地磁差值年变率δＦ异常,是以磁报震探索和震磁关系研究较好的近场前兆震例。地磁差值年变率δＦ方法４年来已用于首都圈１年尺度地震趋势判断。     

日本鹿屋台地磁转换函数的变化

1996年10月19日本九州宫崎发生7．1级大地震，震中离鹿屋地磁台约90km。分析了鹿屋台1989～2001年分钟值资料。周期等于60min和41min的地磁转换函数Au在1993年至1998年初呈现下降趋势。年变率达0．01α^-1。此变化有可能与宫崎地震相关。另外，从震前数年Parkinson矢量转向特征推测，震源区的电导率似乎是变小的。     

中国大陆两次地磁急变分析

通过分析我国9个地磁台站1985～2003年间Y分量和Z分量的年变率曲线,发现1991年在Y分量上有明显地磁急变(Jerk)反映,Z分量并没有明显反映.同时在2000～2001年附近发现Z分量的年变率曲线斜率普遍出现急剧的转折,而在Y分量上则没有发现这种现象.其次,利用地磁场月均值与Ap指数月均值的相关性,通过一个确定的模式,从地磁场月均值中除掉外源场的影响.研究发现,对于Y分量和Z分量来说,是否去掉外源场对地磁急变的鉴别并无明显影响.最后,用年变率的等值线图分析了我国地磁台网范围内地磁急变的时空分布演化特征.     

IGRF1980的检验

鉴于国际地磁场模式中没有应用到中国的地磁观测数据,要把国际地磁参考场(IGRF)作为中国的地磁背景场,那么地磁场各要素在各地区的差别是怎样呢?为了弄清这个问题,以利大家实际的应用,本文采用了几个方面的地磁观测数据与IGRF1980基本磁场(MF)、长期变化(SV)模式的计算值进行比较。(1)利用地磁台的年均值和年变率与IGRF1980模式的计算值比较;(2)利用1980.0中国复测点的观测值与其比较,(3)1980.0中国地磁场模式与IGRF1980的MF和SV模式相互比较。     

远东地区地磁场的长期变化

本文根据远东地区33个地磁台近20年(1960—1980)年均值的资料,经过11年滑动平均及时间二次项拟合的处理,采用戴劳级数二阶模型和网格化,编制了远东和中国及其邻近地区1965.0—1975.0年代各要素等变线图,结果表明,1975.0年代远东地区长期变化可能在同一源场内出现了两个负值焦点。一个焦点位于中国的中部(45°N,120°E),另一个焦点位于印度半岛之南(30°N,80°E),同时,在中国境内地磁场的年变率,北向强度为~(-(10-15)nT)/年,东向强度为~(-(0-6)nT)/年,垂直强度为~(-(30-40)nT)/年。此外,本文还根据远东地区4个地磁台近100年的资料,编绘了地磁场随时间变化图和长期变化的极谱图,并提出了各台长期变化极谱图的一些特征。     

地磁场长期变化的周期性

本文根据我国佘山地磁台1910—1975年水平分量和垂直分量年均值的资料,经11年滑动平均后,采用时间二次项拟合的方法,讨论了佘山台地磁长期变化的残差。结果表明,这种残差曲线存在着大约60年的周期成分,这和许多学者用最大熵谱分析的结果相近似。     

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。     

东亚地区地磁非偶极场长期变化的分析

本文利用东亚及其邻近地区50个地磁台站1955-1977年地磁三要素（D、H、Z）的实测年平均值算出的非偶极场值X、Y、Z,选用“按距离加权最小二乘曲面拟合”方法,计算、绘制、分析了东亚地区地磁非偶极场及其长期变化的时空分布特征,并与国际参考场（IGRF）模式进行了粗略的对比。所得的主要结果是:1.1955.0-1965.0年代,东亚地区Z分量的增长速度在迅速减小;1965.0年代以后,Z值在逐年下降。2.从整体上看,东亚地区地磁非偶极场虽然形态与IGRF给出的结果基本吻合,但长期变化有明显差异。1965.0年代的IGRF长期变化模式与实测结果偏差甚大。为了使IGRF模式更好地拟合地磁长期变化处于转折时期的复杂地区的情况,看来时间间隔应更短些,例如5年为好,采用现在通用的方法是不适宜的。