大震前重力地脉动异常分析

研究了高台地震台和兰州地震台在2008年5月12日汶川8.0级、2009年8月28日青海海西6.4级、2009年9月30日撒摩亚群岛8.1级地震前重力记录资料脉动幅度及频谱变化,总结了重力地脉动在时间域和频率域上的临震前兆异常特征,发现有与宽带地震仪低频波异常对应的异常信息,即震前时域脉动曲线出现纺锤型或喇叭口形态,0.1～0.14Hz的频幅最大值在震前几天加速增大直到发震.跟踪地脉动异常变化可以为地震短临预报提供有用信息.     

地脉动及特殊波形的频谱特性在地震预报中的应用

利用功率谱和Ｓｏｍｐｉ谱分析方法,对大震前地脉动及震前特殊波形等记录进行了比较深入的研究,结果表明：（１）较大地震前短周期地脉动及震前特殊波形频谱的峰值频率ｆｍ,拐角频率ｆｃ相对频带宽度△ｆ相对峰值Ｓｍ／Ｓ０,高频段的斜率绝对值│ｂ│及Ｓｏｍｐｉ谱的卓越频率ｆｄ等特征量均可能出呈现出较明显的下降（少数为上升）异常变化。（２）各频谱特征量呈现异常的时间基本上同步,并与波速异常发展趋势基本相符,（３）     

地震前数字地脉动信息特征的研究

本文主要从资料的收集与整理、资料分析、震前地脉动特征分析、异常地脉动与前兆对应关系四个方面进行深人研究,通过对本台多年的数字观测波形数据进行分析整理,找出震前地脉动异常变化特征。     

地脉动记录中台风扰动和低频波前兆信息的频带区别研究

通过对宽频带数字资料在昆仑山口西8.1级、汶川8.0级、民乐—山丹6.1级地震前地脉动幅度和频谱变化的研究,发现在震前几天地脉动有明显的扰动变化,初步认为是大震的低频波前兆异常。而强台风对地脉动也有类似的扰动现象。从频率域对比研究后初步认为:低频波前兆异常的可能频带范围是0.1~0.14 Hz,而强台风对地脉动的扰动频率范围是0.15~0.30 Hz。区别对待这两个频带,对跟踪强震临震异常有现实意义。     

灯塔M5.1地震前沈阳地震台地脉动研究

对2013年灯塔M5.1地震前沈阳地震台JCZ-1T超宽频带地震计数字记录地脉动变化进行频域分析,经过大量多组不同频段的频域对比分析,确定了1.4~1.6 Hz和2~3 Hz频段在灯塔M5.1地震前沈阳地震台有地脉动异常变化,利用振幅值和频率做出了地震前地脉动幅度和频率变化曲线,并总结了灯塔地震前沈阳地震台地脉动的变化特征。     

天津测震台网子台地脉动分析与应用

利用地脉动信号波形数据,计算了天津台网31个地震台站背景噪声水平、地动噪声功率谱,进一步研究了台站观测环境随时间和季节的变化情况,并对整个台网的监测能力进行了重新估算,同时也对天津周边的一些大震前的地脉动进行了分析,希望能捕捉到明显的震前异常变化。     

地脉动在大震前的异常变化研究

利用2008年4月28日0时至5月12日13时许昌地震台地震连续波形资料,对安德列亚诺夫群岛7.0级、日本东海岸近海7.1级和汶川8.0级地震3次M≥7.0地震前地脉动变化情况进行了频域、振幅的量化分析,得出如下结论:3次地震前三分向都记录到了地脉动异常,水平向较垂直向明显;傅立叶谱0.2~0.3 Hz谱振幅值出现较大变化,进程上具有快速增大—达到最大值—下降—下降过程中发震的特征;地脉动异常分别在3次地震前2.3、3.3、2.9 d出现,属临震异常。     

太原基准地震台和东山地震台地脉动信号分析研究

应用太原基准地震台和东山地震台2007年至今的数字化资料进行研究,得到太原台、东山台地脉动噪声RMS值和功率谱密度,及其相应的卓越周期,找出两个台主要干扰源的频带范围。另外,采用Matlab提供的FFT算法对整点地震记录进行频谱计算,对2010年6月5日发生的太原市阳曲Ms4.6地震前两个台记录的数字地脉动信号进行实时连续跟踪对比观测和试验,捕捉临震特殊频率波动现象,作为一种可能的"地震前兆"作探索性的研究。所得结果对去除数字地脉动信号背景干扰及分析预报工作具有借鉴作用。     

海城7．3级地震前地震波动力学特征量的异常变化

本文给出对海城７．３级地震前地震波动力学特征量变化的一些最新研究结果。所研究的地震波包括体波（Ｐ，Ｓ波）、尾波和短周期地脉动三类。特征量有：体波与地脉动的波形时间线性度和空间线性度，平均半周期，频谱的峰值频率、拐角频率、相对频带宽度、相对频谱峰值、高频段的谱线斜率绝对值；尾波的时间熵、振幅比、持续时间、观测与计算持续时间差及其二阶差分、Ｑ＿ｃ值、反映介质混浊度与震源特性的系数ａ＿ｃ等。所得结果表明，三类地震波的上述动力学特征量大都在震前一至半年左右出现、有的在６－１０天乃至一天以内出现过不同形态的阶段性异常变化，因而可看作海城地震的中短期和临震的地震波前兆异常指标。     

河南及邻区宽频带地震仪大震前地脉动信号分析

选取2008年4月27日—5月13日河南及邻区宽频带地震资料,对全球3次M≥7.0地震前地脉动时域、频域、幅值进行分析,发现地震前2.4—3.6天地脉动出现低频异常,幅值与震级、震中距有关;前两次地震前低频异常优势频率分布在0.20—0.30Hz,而汶川8.0级地震前两个频段显示异常,分析认为,0.18—0.25 Hz频段异常与台风扰动有关,0.11—0.18 Hz频段异常与汶川地震相关。分析近海台风对地脉动的影响,发现台风期间,0.15—0.25 Hz频段地脉动显示异常,幅值变化与台风过程基本同步。     

汶川大震前数字地震仪位移地脉动低频异常现象研究

选取了2008年4月25日至5月12日间的四川台网14个台宽频带地震仪记录到的地脉动波形资料,把速度波形做适当的数据校正和滤波处理后,经积分转换成位移波形.频谱分析结果表明:地震发生前存在低频异常颤动,地震前2～3天开始0.1～0.3Hz频段傅里叶谱幅值逐渐增大;各个台的位移振幅值逐渐增强.其中靠近龙门山断裂带的台站记录到的地脉动变化较明显.     

Ambient noise as the new source for urban engineering seismology and earthquake engineering: a case study from Beijing metropolitan area

In highly populated urban centers, traditional seismic survey sources can no longer be properly applied due to restrictions in modern civilian life styles. The ambient vibration noise, including both microseisms and microtremor, though are generally weak but available anywhere and anytime, can be an ideal supplementary source for conducting seismic surveys for engineering seismology and earthquake engineering. This is fundamentally supported by advanced digital signal processing techniques for effectively extracting the useful information out from the noise. Thus, it can be essentially regarded as a passive seismic method. In this paper we first make a brief survey of the ambient vibration noise, followed by a quick summary of digital signal processing for passive seismic surveys. Then the applications of ambient noise in engineering seismology and earthquake engineering for urban settings are illustrated with examples from Beijing metropolitan area. For engineering seismology the example is the assessment of site effect in a large area via microtremor observations. For earthquake engineering the example is for structural characterization of a typical reinforced concrete high-rise building using background vibration noise. By showing these examples we argue that the ambient noise can be treated as a new source that is economical, practical, and particularly valuable to engineering seismology and earthquake engineering projects for seismic hazard mitigation in urban areas.     

2020年河北唐山M5.1地震震前地脉动异常特征初探

对2020年唐山M5.1地震前河北数字测震台承德、涞源、滦县、京唐港和迁西台站的数据资料进行分析,通过小波分解、功率谱分析、快速傅里叶变换等方法处理数据研究震前地脉动的异常变化特征。结果显示:① 唐山地震前,5个台均出现低频地脉动前兆异常,且4个台站低频异常具有一致性;② 4个台震前表现为振幅趋势上升,震后逐步下降;③ 4个台震前PSD变化具有一致性,震前趋势上升震后逐渐下降,且与振幅曲线呈相同趋势。      

永登5.8级地震前后波谱参数和Q值变化特征

利用中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）兰州台短周期数字地震仪的记录资料,研究了１９９５年甘肃永登ＭＳ５．８地震前后,发生在永登地区小地震的Ｓ波波谱参数,获得以下结果：（１）在永登地震前２年左右,该地区小地震的ＳＣ波波谱拐角频率ｆＣ逐渐下降,由原来的２．４Ｈｚ下降到１．８Ｈｚ．（２）直达波Ｓｇ和地壳内中间层反射波ＳＣ的波谱高频衰减斜率比值γ则先逐渐上升,在临震前１６个月逐渐下降,在下降过程中发生了永登地震,以后又逐渐恢复．（３）用直达横波Ｓｇ的谱参数求出的介质品质因数ＱＳｇ在永登地震前后有较明显的异常变化     

海原地区黄土的微观结构及地脉动特征分析

1920年8.5级地震诱发了大量的黄土滑坡,对研究黄土地区的滑坡灾害、土层地脉动特征分析具有重要意义。基于高精度电子扫描显微镜（SEM）分析发现海原地震现场表层黄土为架空孔隙弱胶结微观结构,且该黄土是以粉粒为主的低黏性粉土,有震陷和地震滑坡的高风险。基于地脉动测试得到滑坡场地15个地脉动数据,采用傅里叶变换法对苏堡村滑坡土层的脉动特征进行分析,获得地脉动频谱特征曲线。研究表明场地卓越周期建议值为0.126 s,将其划分为坚硬场地,可为该滑坡场地类别划分作为参考,同时发现滑坡体与未滑体的地脉动特征有较大差异,可为海原地震滑坡的脉动特性分析提供依据。     

2014年云南景谷6.6级地震前后活动能量场分析

本文将地震释放能量作为地震活动场的基本要素, 采用自然正交函数展开方法, 系统研究2014年景谷6.6级地震震中区域地震活动能量场的时空特征。 结果表明, 景谷6.6级地震前能量场的前4个主要特征值对应的典型能量场时间因子都出现明显上升变或下降异常, 空间等值线形成局部能量高值异常危险区, 可能是景谷 6.6级地震空间异常的中短期特征。 我们还进一步研究了景谷6.6级地震前后空间异常随时间的演变, 给出了异常发展变化模式, 最后应用研究地震资料的累积次数从物理角度解释异常形成的机制。     

天祝-古浪5.4级地震前后波谱异常特征研究

使用CDSN兰州台数字地震记录资料,用IASPEI推荐的Seisg ram谱分析软件,对1996年6月1日发生在甘肃天祝-古浪MS 5. 4地震之前的3个前震和14个余震的波谱特征作了初步研究: ① 在主震后地震的纵横波零频位移谱值的对数比值从1. 2左右下降到1. 0左右; ② 纵横波谱的拐角频率比值和高频衰减斜率比值均由主震前的1. 0下降到主震后的0. 8;③ 各频谱特征量呈现异常的时间基本上同步,其异常形态也相似; ④ 前震的各频谱特征量较余震有明显差异,因而有可能成为预测主震的重要指标。     

Exploring nonlinear characteristics in seismogenic process

Power spectral characteristics of the seismic activities before and after the seven large earthquake — Haicheng, Tangshan, Lancang, Longling, Mabian, Puer and Songpan are studied by spectrum analysis method. The results show that they all have continuous power spectrum and aperiodic behaviour. When the time away from the large earthquake occurrence, the characteristics of the seismic activities are obviously accompanied by stochastic components. About one year before main shock, the moving orbits constructed by spectrum amplitudes showed the contracting tendency. And the properties during that time may display as flicker noise. One’s another time almost mixed whole phase space. But the essence of seismic activities after main shocks is a chaotic state accompanied with much noises. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 276–281, 1993. This subject is supported by the Chinese Joint Seismological Foundation.     

基于频谱分析识别电磁波信号干扰与地震异常

处理北京地区2009-2012年5个高采样率数字CNEM08-Ⅰ型电扰动台站数据,通过频谱分析,研究数字电磁波正常本底信号,地铁、地电供电、电磁感应等于扰信号,以及地震异常信号的频谱特征.结果表明：在时间域,数字电磁波的持续型干扰信号与震前电磁波信号表现相似,为连续高值脉冲信号;而在频域,数字电磁波干扰信号往往影响频带较窄,优势频率能量突出,优势频率频带窄到近乎以谱线的形式出现,谱线具有离散性、谐波性、衰减性特征;而震前信号具有连续的较宽频带,衰减较慢.     

玛多7.4级地震前临震微波动现象研究

强震临震微波动是强震临震阶段优势频率集中在11～16 Hz、频谱形态较为整齐的临震异常脉动记录。利用"兰州临震微波动实时监控与跟踪系统"的数据资料,对2021年5月22日玛多7.4级地震震中200 km半径的范围内台站的临震微波动事件进行分析。认为震前距离震中67 km的巴颜喀拉台EW通道存在显著异常,达到杨立明提出的异常跟踪指标;10个测震台站中的8个在本次地震前记录到了临震微波动事件,震中南侧台站记录到的事件多于北侧。