小波变换与地震信号特征分析

地震波的瞬时信号,如瞬时振幅、瞬时频率及瞬时相位等,是研究地球介质的重要参数。根据小波定义,对Morlet 小波进行了修正,并对修正后的小波形态进行了深入讨论。理论分析表明,小波变换效果受到整形参数、小波长度、中心频率、频带宽度及小波个数等参数的制约,特别是整形参数与小波中心频率及频带之间关系对小波变换起到决定性作用。在地震波信号的实际处理中,可选取恰当的整形参数,同时采用合适的小波中心频率以避免小波变换对信号产生的遗漏和冗余。文中给出了实际地震记录处理的示例。     

2019年四川长宁MS6.0地震前电离层TEC异常分析

2019年6月17日四川宜宾市长宁县发生MS6.0地震.为了检测地震电离层电子浓度总含量(TEC)异常变化,采用自回归滑动平均模型(ARIMA)和先知(Prophet)两种方法来描述TEC时间序列,检测长宁地震前后TEC异常变化.地磁指数Kp,Dst,Ap和F10.7用于区分与太阳—地磁活动等空间因素相关的其他异常.结果显示,使用ARIMA方法,除了在地震发生前13天5:45 UTC检测到TEC数据时间序列中的显著电离层异常外,其他电离层异常变化全部发生在震后2～6 d;而使用Prophet方法在地震发生前16天7:45 UTC、13天9:30 UTC、5天8:30 UTC以及3天09:30 UTC检测到多处异常现象.综合分析表明,使用Prophet方法比ARIMA更易检测出震前异常.同时,Prophet由于其非线性学习的能力相对较强可作为地震电离层异常检测的鲁棒预测工具.     

利用区域大气静电场监测网临震预估地震灾害

本文通过震例研究提出一种临震前形成晴天大气静电信号异常的物理机制.在大震临震阶段,震中区域附近地壳结构发生临界变化,产生大量的岩石微破碎,岩缝间的通道很可能相互连通起来,并通过土壤缝隙,将包含微量元素的气体释放到空中,其中放射性同位素在弥散到空中的过程中不断产生衰变,特别是产生α粒子的放射性电离辐射.这使得大气充满异常多的正负离子,这些异常多的正负离子可能会产生与晴天大气相反的极化电场并被仪器监测到.本文提出了利用这种晴天大气异常静电信号来评估灾害性大震事件发生的组网监测方法,以及确定潜在震中位置、震级大小和发震时段的技术思路.

     

国产GF-2和ZY-3卫星数据在活动断裂定量研究中的应用以哈思山南麓断裂带为例

利用国产GF-2和ZY-3卫星数据, 以海原断裂带哈思山南麓断裂为例, 应用目视综合解译、 三维立体解译, 结合野外验证, 定量分析国产高分数据在活动构造定量研究中的应用潜力。 GF-2融合影像展示了清晰的断层陡坎、 冲沟左旋断错及同震破裂等现象, 依据解译结果哈思山南麓断裂可分为正走滑型的荒凉滩—沙葱沟段、 左旋走滑型的沙葱沟—黄河段以及以左旋运动为主黄河—沈家庄段。 沿断裂带进行的1∶50000遥感解译工作在地层边界、 构造微地貌细节信息提取等方面均有较大的改进, 解译得到的最小左旋水平位移量4.3 m, 反映1920年海原地震的水平同震位移量, 而最大左旋水平位移量333.5 m, 则反映该段晚第四纪的持续运动。 研究表明, 海量国产高分辨率卫星数据在中国西部活动构造定量研究中可替代国外同等分辨率的数据, 具有较强的应用价值。     

汶川地震同震电离层扰动研究

利用中国大陆陆态观测网(CMONOC)的下关、 昆明和庐州GPS台站, 对汶川地震引起的同震电离层扰动(CID)进行研究。 通过对GPS原始观测数据进行处理证实汶川地震存在5个明显的同震电离层扰动(CID)现象。 根据GPS TEC时间序列和走时, 得到在电离层高度CID的水平传播速度为1.1 km/s, 属于震中区地表抬升引起的声波在电离层中传播速度; 同时, 也得到次一级CID传播速度接近0.7 km/s, 认为可能是重力波。 在此基础上, 利用射线追踪模型寻找震中位置发现, 当CID水平传播速度为1000 m/s时, 发震时刻对应的标准偏差能达到最小值19.55 s, 相应的CID起源位置是30.8°N, 103.15°E, 距离实际震中西南方向33.6 km。     

地震前后电离层截止频率处电场频谱强度变化分析——以2006年汤加Mw8.o地震为例

以汤加Mw8.0地震为例,着重分析了DEMETER卫星记录中截止频率附近电磁场频谱在震前的异常演化特征.根据地震前后该区域3个月的数据对比,发现电场频谱增强与地震孕育的关系很不明显.而长时间、大范围的电场频谱减弱现象可能更值得关注,白天和夜间的电场频谱显示同一特征.2006年夏秋季节38次6级以上强震短期异常的统计平均...     

剪切波速度结构研究方法综述

本文列举了目前国内外非常流行的几种剪切波速度反演的方法,介绍了各种方法的基本计算原理,并对不同方汉进行了对比,指出了各自的优缺点以及今后发展的方向.     

利用DEMETER卫星LANGMIUR探针观测数据研究强震前的电离层扰动

文中介绍了Langmiur探针的观测原理,并利用电子浓度(Ne)和电子温度(Te)数据研究了2006年5月3日MW7.9汤加地震和2006年12月16日MW7.1台湾地震。结果发现汤加地震前2～5d电子浓度连续4d降低,电子温度变化不明显。台湾地震前后电子浓度的变化不明显,但电子温度在地震当天及后续3d出现了低值。目前没有直接的证据表明这些变化是由地震活动引发的,但在数据处理过程中选择了当地22时至次日3时的观测数据,并且剔除了Dst≤-30nT,Kp≥3,AE≥200nT时的记录数据,在一定程度上排除了太阳、地磁等因素引起的电离层异常情况。     

中国中东部地区地震电离层低频电场扰动频段及背景时段选取分析

诸多卫星观测结果表明,地震前后电离层会出现宽频带电场扰动,而背景场时频段的合理选取是电离层电场扰动提取的基础.本研究遴选了地磁活动平静期(Dst＞-30 nT,Kp＜3)飞越中国中东部地区(29°N—39°N,107°E—117°E)长达6年共计1527轨DEMETER卫星数据,在电离层低频电场随频率和时间的变化特征分析基础上,对低频背景电场的频段和时段选取开展了研究.研究结果表明：频段选取方面,利用夜侧数据分析地震电离层异常时,可将200~2200 Hz划分为253~566 Hz、566~605 Hz和605~2200 Hz共3个频段,利用日侧数据分析地震电离层异常时,可划分为215~330 Hz、330~703 Hz、703~742 Hz和742~2200 Hz共4个频段,无论是日侧还是夜侧,高频端的数据方差均较大,因此提取电离层异常时需要设置较大的阈值,而低频端需要设置相对较小的阈值;背景时段选取方面,数据集标准差结果表明往年同月数据和分析时段前1个月数据做背景场的效果相当,就实时跟踪分析与地震有关的电离层电场扰动需要,可优先考虑使用邻期数据做背景场,而数据时段并非越长越好,在空间天气平静的情况下,可使用当日前1个月的数据做背景场.

     

地球物理探测卫星数据分析处理技术与地震预测应用研究项目及研究进展

地震监测预警和预测预报是当前地球科学及相关学科所面临的最艰巨的问题之一,是关系到人类社会安全与国计民生的亟待攻克的科学难题.为进一步提高地震预测科学研究水平,推进地震监测预测能力建设,我国于世纪之交提出了建立地震立体观测体系的战略发展思路,并希望突破三维地球物理场获取能力瓶颈,发展地球多圈层耦合模型,通过卫星观测获取全...