地磁台站连续观测分钟值连接阈值选择

对流动地磁矢量观测数据进行日变通化时,需借助周边地磁台站长时段连续观测分钟值数据,以计算测点处观测时刻至通化日零时H、D和Z三分量变化量,而台站实际相对记录数据多存在相邻两日非正常台阶差值,需予以消除,以保证数据的连续性。选取满洲里、德都、蒙城、泰安、静海、隆尧、锡林浩特和长春8个固定地磁台站2020年5月相对记录数据,讨论H、D和Z分量的连接阈值。为筛选得到更多的台阶值,首选较小值进行连接尝试,分析台阶值在相邻两台站的同步性,并统计台阶值出现前后连续分钟值的正常波动幅度,讨论台阶值的合理性,进而对阈值进行调整,得到3个分量的合理阈值分别为1.0 nT、0.35 nT和0.4 nT。在实际应用中,由于不同台站的地磁观测数据质量存在差异,根据需要可适当提高阈值,尤其是Z分量阈值。     

强震前的地磁异常现象

震前地磁Z分量的日变化异常主要表现在幅度和相位上的变化, 文中利用我国50多个地磁台多年的资料, 重点研究了1997年11月8日玛尼7.5级地震和2005年11月26日江西九江5.7级地震。 发现玛尼地震和九江地震以及大多数中强地震前, 全国地磁台站地磁Z分量日变化幅度的极小值出现时间(低点时间)在空间分布上异常特征, 即低点位移现象。 这种少见的异常现象与强震发生有较好的相关性。 发震日期为异常日后的第27天或第41天的前后4天, 强震发生地区在低点位移突变分界线附近。 结果显示, 在玛尼7.5级地震和江西九江5.7级临震前, 震中周围出现区域性Z分量日变化幅度异常现象。     

涉县地震台地磁加卸载响应比异常分析

2019年1月7日涉县地震台地磁Z分量加卸载响应比出现高值变化,通过检测观测系统、调研测区环境、分析空间磁场影响、对比同台多套仪器及对比河北省内其他台站相同仪器和分析震例等,认为涉县台地磁加卸载响应比高值变化不排除是地震地球物理异常的可能。     

地磁场H、D受HVDC输电干扰特征分析

以受宁东线高压直流（HVDC）输电干扰相对严重的11个地磁台站为主要研究对象,以蒙城台为干扰幅度量取的参考台站,研究了地磁场水平分量H、磁偏角D受HVDC输电的干扰特征.发现H和D受HVDC输电干扰具有同步性和偏向性;同一HVDC输电线路两侧H和D干扰幅度具有线性关系,但线性关系明显弱于垂直分量Z干扰幅度的比例关系;接地极附近台站各自的Z、H、D干扰幅度具有线性关系.之后对H和D干扰产生的机理进行了深入的定性分析.根据得到的干扰特征的结论,提出了以红山台Z、H、D为输入的本研究相关台站的Z、H、D为输出的自动计算方法.经过误差分析,本方法平均误差水平低于国家地磁学科中心当前使用算法误差水平,最高降幅达42.9%.     

1985—1990年地磁基准台站时均值数据集

北京、佘山、长春、拉萨、广州、武汉、兰州、乌鲁木齐地磁台在中国最早开始地磁观测,系统收集、清理8个地磁台在1985—1990年的历史资料,采用数码拍照和人工录入方式,实现纸质资料数字化,同时研制数据入库软件,将梳理后的数据导入“十五”数据库,并进行质量审核,实现珍贵历史资源的电子化、数据化、标准化和规范化,为数据的后续使用奠定基础。本数据集展示了8个地磁台站在1985—1990年的地磁观测数据,数据内容由磁偏角（D）、水平强度（H）和垂直强度（Z）3个要素的绝对时均值组成。利用该数据集,可以开展地磁场、空间天气以及关系国计民生的导航、通讯、电网、高铁、油气管道等的研究工作。     

河北邯郸2019年12月24日地磁异常分析

河北邯郸地区的广平和涉县地磁台地磁Z分量数据在2019年12月24日同时出现加卸载响应比和逐日比高值变化,通过观测系统检测、测区环境调查,排除干扰因素影响。利用空间影响分析、台站其他观测仪器和省内其他地震台站相同仪器的同时段记录以及以往震例的对比分析等手段,分析认为,此次Z分量数据的异常变化应为一次局部地磁地球物理事件。     

GM4磁通门磁力仪观测数据预处理分析

选取2017—2018年北京、昌黎、红山地震台GM4磁通门磁力仪观测资料,采用常规预处理方法,剔除地铁轻轨、地电阻率、高压直流输电对地磁观测数据的干扰,结果发现,经分转秒处理,数据出现缺记现象,且完整率多低于90%,而秒转分处理,数据完整率达100%,无缺记现象发生;采用小波变换方法,对受到地铁轻轨干扰的北京地震台地磁观测数据进行滤波处理,并与无地铁轻轨干扰的红山地震台地磁观测数据进行频谱对比分析,结果发现,小波变换方法可有效抑制地铁轻轨对GM4磁通门磁力仪观测的影响。     

宁东—山东高压直流输电对安丘地磁干扰分析

以安丘地震台地磁观测数据受宁东—山东高压直流输电干扰为例,运用毕奥—萨伐尔定律,对影响地磁观测的高压直流输电干扰机理进行分析,从干扰时域、各分量影响程度、数据变化方向和幅度等方面总结干扰变化特征。通过单台初步判定法和多台对比分析法,准确识别干扰并进行合理的数据处理,保证数据的连续、完整、可靠,为其他地磁台站干扰识别及数据处理提供参考。     

2017年阿拉善左旗5.0级地震地磁垂直分量日变化低点时间时空演化特征

2017年4月21日中国大陆出现地磁低点位移异常,异常出现后43天,于6月3日在低点位移分界线附近发生阿拉善左旗5.0级地震。文中采用克里格方法对中国大陆低点时间数据进行插值处理,获取地磁异常的4月21日和正常的4月7日Z分量低点时间等值线,结果显示：①异常日期间蒙宁陕交汇处存在低点时间等值线高梯度区,地震发生于高梯度区域边缘;②若以低点时间13 h的等值线作为低点位移分界线,则该分界线穿过震中位置;③异常日期间,震中距500 km范围以内分界线两侧台站Z分量日变形态差异性大,存在显著的分区特征。     

南京地磁台地铁干扰特征分析与抑制处理

地铁运行时产生的漏电流而形成的附加磁场会对附近的地磁观测造成严重干扰。通过对地铁供电系统的模拟分析得出了地铁干扰的一些基本特征。选取了2008年5月1日到30日南京地磁台受地铁干扰的日变数据和泉州参考地磁台日变数据,利用Welch功率谱估计法进行功率谱对比分析,发现地铁干扰主要对地磁场的Z分量、D分量的功率谱的高频部分造成影响,并且影响的频带范围几乎一致,主要集中在0．004-0．03Hz范围,而对H分量的影响比较微弱。在此基础上,通过小波变换对受干扰数据的Z分量和D分量进行干扰抑制处理,处理结果表明该方法能够有效抑制地铁造成的地磁场干扰。因此本文研究也提供了地磁台站干扰抑制的一种方法。     

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。     

基于空间加权法的地磁数据重构精度与D_(st)指数的关系

为了研究磁场活动水平对地磁重构数据的影响,以云南省内11个地磁台站地磁记录分数据为研究对象,利用空间加权法进行数据重构,并分析Dst指数与重构数据精度之间的关系。结果表明,Dst指数绝对值与地磁数据重构精度呈明显负相关,即Dst指数绝对值越大,数据重构精度越低。当D_(st)-30时,D分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.05′的比例为97.1%, H、Z分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.5 nT的比例分别为97.1%、97.9%,重构精度较高。当弱磁暴、中等磁暴发生时,D、H、Z三分量重构数据与原始数据的绝对残差值随Dst指数绝对值的增大而增大,重构精度减小。本研究成果可为因观测异常或记录缺失的地磁数据重构提供参考。     

北京地区地磁场Sq强度的季节变化和长期变化

本文利用北京地区的北京台（BJI）和北京十三陵台（BMT）的地磁场X、Y和Z分量时均值数据,研究了1960年至2013年期间该地区地磁场Sq强度的季节变化和长期变化.结果表明：（1）BJI台和BMT台的地磁场Sq不仅变幅相近,而且具有一致的地方时变化、季节变化、太阳活动周变化和长期变化.（2）BJI台和BMT台Sq强度的逐月变化,其中A_Sq（X）主要表现为春秋增强而冬夏减弱的季节变化.A_Sq（Y）呈现出夏季增强的半年变化.A_Sq（Z）变化较为复杂.虽然在5月和9月出现减小,但是总体来看,其变化曲线也具有夏季增强的半年变化特征.同时,Sq强度与太阳活动F₁₀₇指数之间存在明显的正相关关系,具有一致的11年太阳活动周变化和长期变化,反映出了Sq与太阳活动之间的密切关系.（3）BJI台和BMT台Sq强度差值dA_Sq表明,在大多数年份,两个台站的Sq强度之差一般不超过±2 nT,同时没有明显的季节或年周期变化特征.在2000年和2001年太阳活动高年,dA_Sq出现显著增强,最大可达12.3 nT.反映出了北京地区Sq场强度梯度的剧烈扰动与太阳活动之间的密切关系,意味着在太阳活动高年,Sq电离层发电机电流的局部结构可能发生了明显的改变.     

中国地磁台观测的2014年地磁急变

地磁急变（jerk）是起源于地球外核并在导电地幔过滤效应后在地球表面观测到的一种地磁现象,其反映了地核内部某些动力学过程.Jerks在空间范围上既可以是区域性的,也可以是全球性的.中国地区地磁台能否检测到2014年jerk？针对这一问题,利用中国大陆10个地磁台的磁静日月均值和CHAOS-6全球磁场模型,分析了X、Y和Z分量2008—2018年期间的长期变化,估算了2014年前、后的长期加速度值,确定了2014年地磁jerk的时间和强度.研究表明中国地磁台Y分量的长期变化为"Λ"型,Z分量存在明显的"V"型,具有典型的jerk特点.Y分量jerk出现的时间大约在2014年6月,比非洲大陆的Algeria TAM台和南美洲French Guiana KOU台时间滞后大约4个月.这暗示着产生jerks的地核流体波动的时序特点.中国西部和东北部地磁台的长期变化形态有明显的差别,主要由非偶极磁场引起.CHAOS-6模型与地面台站的长期变化形态并非始终一致.本文结果有助于更好地理解和解释长期变化的时间演变和地理分布,并为深入探讨jerks的地核起源和驱动机制提供新的观测约束.     

IGRF-11描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化及其误差分析

第11代国际地磁参考场(IGRF-11)是国际地磁学与高空物理学联合会(IAGA)于2009年12月提出的最新与比较准确的IGRF.根据IGRF-11模型,计算了2005-2010年中国地区地磁长期变化(SVC).IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化与实际观测的地磁长期变化(SVO)是基本一致的,但亦有明显差异.分析比较了在中国地区34个台站上的SVO与SVC之间的差异,并得到了它们之间的差值及其均方误差σ,对于地磁偏角和倾角,σ分别为0.35′/a与0.53′/a;对于地磁总强度、水平分量、北向分量、东向分量与垂直分量,σ分别为5.12nT/a,8.91nT/a,8.89nT/a,3.27nT/a与3.59nT/a.引起IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化的误差原因是:中国地区的区域性与局部性的磁异常、IGRF忽略了外源场与IGRF模型的截断阶数、全球台站与测点的分布不均匀、地磁观测误差等因素.由于中国地磁模型(CGM)优于IGRF模型,并能比较准确地描述中国地区地磁场及其长期变化,故在实际应用中应选用CGM.     

地磁绝对子夜均值年变化量空间分布特征

选用中国21个地磁基准台站2011年的绝对子夜均值数据,分析D、H、Z分量年变化量空间分布特征。结果显示,各分量年变化量等值线分布比较均匀,其中:D分量年变化量等值线大致沿南北向分布,零经线附近台站年变化量较小;H分量年变化量等值线大致呈U型分布,且中心点位于甘肃省;Z分量年变化量等值线沿纬线方向,随纬度减小而增大。     

河北邯郸地磁加卸载响应比异常分析

2019年1月7日,河北邯郸地区广平台、涉县台地磁FHD观测仪Z分量数据同时出现了加卸载响应比高值变化。通过对观测系统检测、测区环境调查、空间影响分析、与台站其他观测进行对比及以往震例讨论等,认为该变化可能为一次地磁局部地球物理异常事件。