DEMETER卫星观测的LF/MF电场频谱特征初步研究

利用法国DEMETER卫星观测的电场数据,研究了中国及邻区（0deg;——60deg;N,60deg;E——140deg;E）,频段为10KHz——3MHz,时间段为2008年1月1日——2008年９月12日期间的平均功率谱密度特征．文中选择了犓狆指数的日平均值小于或等于4的数据,获得LF频段（10——20 MHz）和MF频段（20 KHz——3 MHz）以16天为周期的昼侧和夜侧的平均功率谱密度空间分布图,得到了以下初步结果．LF频段：① 昼侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度不高,主要呈现纬度分带特征．夜侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度较高,主要差异在于谱的幅度,同一频率不同时段的谱分带特征不明显;② 昼侧谱的幅度值跨度要比夜侧的小很多,前者一般为1——1．5个数量级,而后者一般在2个以上,甚至达到4个数量级;③ 在汶川地震前后,平均功率谱密度在成都——兰州一线存在明显的变化．MF 频段：① 昼侧,不同频率对应时段的谱形态没有明显的相似性,同一频率不同时段的谱形态可能具有较好、弱或不具有相似性,具有明显、弱或不具纬度分带特征．夜侧,某些频段对应时段的谱形态具有明显的相似性,同一频率不同时段或者分时期的不同时段的谱形态具有较好的相似性,不具有明显的纬度分带特征,具有弱分区或者弱经度分带特征;② 昼侧和夜侧的谱幅度变化都不大,基本都在0.5个数量级之内;③ 在汶川地震前后没有发现明显的平均功率谱密度变化．     

DEMETER卫星观测到的与汶川地震有关的LF电场异常

本文利用法国DEMETER卫星观测的电场数据,获得了汶川地震前后约一个半月以16天为周期的LF频段(在本文定义为10~18 kHz)的平均功率谱密度准动态分布图像.发现昼侧10~14 kHz、夜侧10~18 kHz的电场平均功率谱密度的幅度在2008年5月12日发生的汶川地震前后存在明显变化:震前先明显增大,随后减小,在发震时段几乎达到最小,震后逐渐恢复并较震前增大.同时,分析了2006、2007年和2009年的LF频段的电场平均功率谱密度分布图像,发现无论是昼侧还是夜侧,它们的变化特征比较相似,但与2008年对应时段,特别是发震时段的电场平均功率谱密度幅度明显减小的变化有明显差异.这表明2008年5月12日前后出现的电场平均功率谱密度的明显变化可能与汶川地震有关.     

汶川8.0级地震序列联合定位研究

使用联合定位方法对2008年5月12日至7月7日M<,L>≥3.0的1 028次地震进行重新定位.针对EVT格式的波形数据,重新求取视出射角参数和到时参数,建立地震波到时与视出射角联合定位方法.视出射角参数对深度较敏感,其联合定位结果能保证经度和纬度方向上的定位精度,特别是能提高对深度的分辨能力.联合定位结果表明,地震...     

汶川8.0级地震前兆异常对比研究

汶川8.0级地震前兆异常对比研究结果表明,中短临异常台站和台项数与孟连地震相比少近一半。短临阶段汶川地震异常台项增多时间出现在短临阶段早期,孟连、丽江地震出现在晚期。汶川中期异常多数开始于震前2~3年,异常台项数为11,50%以上测值出现巨大变化,孟连中期异常开始于震前1~2年,异常台项数多达20,约30%台项于震前0.5~1年测值出现巨大变化。汶川震中及附近地下水宏观异常始于震前3年并断续延至震前1个月,2%的面积内宏观异常占全省总数的30~50%,绝对数少、相对数多。邢台、唐山、海城及松潘等地震宏观异常出现在震前2~3个月至发震当天,且数量多、强度大,汶川与其他强震前兆共同点是,中短期阶段均有一定数量测值呈现巨大变化的异常出现。     

2008年汶川MS8.0地震电离层图像信息长时程演化初探

应用改进的图像信息方法, 结合DEMETER电磁卫星的电子温度数据, 对2008年汶川M_S8.0地震进行了长时程的回溯性预测研究。 与以往的地震电离层演化图像提取异常的研究相比, 将其回溯的时程延长至震前近11个月, 并向震后延长48 d。 在长期连续的异常扰动演化图中, 出现了两个明显的异常时段, 且在震前2个月短期内异常扰动明显减弱并趋于背景值。 两个时段出现的异常扰动分布位置及其形态以及持续时间皆不重复, 这体现了前兆异常的不易确定, 难以定性及定量识别的特点。 电离层异常扰动特征的长时程研究, 有评估其预测参数和模型可靠性的实际作用, 也为应用中国卫星观测数据服务于地震预报等研究积累经验, 具有借鉴意义。     

与2008年汶川MS8.0地震有关的成都台地电场异常信号

2008年5月12日汶川M_S8.0地震前,位于震源区内的成都台2008年4月10—17日观测到非常强烈的地电场短临异常信号连续不断出现,25天后汶川大地震发生。本文基于地电场多极距原理和2007—2017年10年尺度的地电场观测资料回顾性地检查论证了可能与汶川地震有关的地电场异常前兆。研究结果显示,在与地震有关的强烈电信号中,4月10日23:00至4月11日3:40期间出现的强烈异常信号与4月11日4:00至4月16日12:00出现的40次脉冲信号并非源于同一地点,与4月17日2:00—3:00和22:00—23:00期间的异常信号也不是同源信号。这4个时段出现的大幅异常来自于不同位置的4个区域,暗示着地下的4个应力释放区。最后从机理上对该地电场异常信号进行了可能的解释,认为不同的应力积累区域可能是这些地电场异常信号的源区。由于成都台位于汶川特大地震的震源区内,故此次与地震有关的地电场异常信号可以作为汶川特大地震的孕震物理过程研究的重要参考指标。      

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

利用改进型图像信息方法研究汶川8.0级地震震前电离层扰动异常特征

利用改进型图像信息方法(Modified Pattern Informatics Method,简称“MPI”)基于DEMETER卫星观测的电子浓度(Ne)、电子温度(Te)数据探索了2008年5月12日汶川Ms8.0震前出现的地震电离层电子参量异常现象,特别详细分析了汶川Ms8.0震前3个月的电子参量时空演化过程。在前人的基础上,对电离层电子浓度(Ne)、电子温度(Te)的观测数据进行了消除年变及由太阳活动等引起的长趋势变化,以期能够提取到由地震孕育与发生所引起的电离层扰动异常。结果发现,在震前一个月左右电子浓度(Ne)、电子温度(Te)等参量均出现了不同程度的扰动异常,震前10天左右异常减弱并趋于平静,即平静—异常出现—持续显著—异常减弱—震前平静的特点,显示了地震前存在清晰稳定的电离层扰动图像,从而对地震的发生时刻具有一定的短临指示意义。     

汶川8.0级地震天水前兆资料异常特征及震情分析与研究

通过对天水地区监测和收集的2008年前兆资料整理分析,在汶川8.0级地震前,天水电磁和地下流体等前兆测项均有明显短临异常,同震效应突出。本文在回溯总结这些异常的基础上提出震情分析的思路和问题探讨,对今后本地区的地震趋势判断提供参考。     

四川芦山MS7.0和汶川MS8.0地震前地电场变化研究

应用四川芦山M_S7.0和汶川M_S8.0震中周围部分地电场观测台站的资料,主要利用地电场波形比较和极化方位变化两种方法,并结合观测台站的工作日志,对两次地震前地电场观测资料进行了分析研究,并得出:芦山M_S7.0和汶川M_S8.0地震前部分台站地电场波形出现变异现象,主要表现为两种形式:日变波形的畸变(如盐源台和泸沽湖台)和相应时段地电场频谱特性出现变化,这些变异基本上出现在震前1~2个月内;利用两次地震前地电场观测的日均值计算了部分观测台站的地电场极化方位,发现在震前地电场的极化方位出现了大幅变化,最大变化幅度达160°,最小变化幅度也有10°;初步研究还发现,两次地震前夕,震中周围部分台站极化方位的正向或反向延长线,相汇集的区域与地震的震中有一定联系;对于研究所得结果,从地震电信号的产生机制和震源特性方面进行了尝试性理论解释.     

空基和地基近直流电场观测数据背景特征的相关性

研究空基和地基电磁观测数据各自的特点和规律,并探索两者之间变化的相关性,对将空基和地基观测资料综合应用于地震监测研究具有重要的科学意义.本文利用法国DEMETER卫星的电场观测数据和我国甘肃天祝前兆科学试验台阵红沙湾地震台的水平地电场和垂直地电场、四川省地震局成都地震台的水平地电场的观测资料,重点对卫星和地面探测的近直流频段信号进行了综合分析.研究结果表明:(1)卫星直接观测记录的ULF电场观测值没有呈现明显的年变化趋势,但日侧和夜侧的Ez向(卫星运行速度的切线方向)观测数据呈现了一种长期的周期性特征,与地电场观测资料无相关性和同步性;(2)去掉卫星运行切割磁力线所造成的附加电场后所得的电离层电场与地面记录的地电场数据数量级相当,均集中在10-1～10-2 mV/m左右,两者具有可比性;(3)去掉卫星运行切割磁力线所造成的附加电场后,夜侧Ey(卫星轨道平面的法线方向)和Ez(卫星运行速度的切线方向)向的电离层电场数据均具有比较清晰的季节性变化趋势,呈现出较为稳定的年变周期,这与水平地电场的年变趋势一致.电离层电场和水平地电场在数量级和年变趋势上都呈现出明显的一致性.     

汶川8.0级地震前后电磁场的变化特征

2008年5月12日汶川Ms8.0地震前后,距震中320 km甘肃陇南汉王地震台的地电阻率、大地电场、ELF电磁等多种观测手段捕捉到这次地震前后的异常信息.本文采用解析方法,着重探讨汶川8.0级地震前后观测到的电磁场变化特征,从电磁现象来探讨汶川Ms8.0地震发生前后,电磁场长、中、短、临期的异常特征和变化规律.自2003年以来甘东南地区及甘川交界发生4次5.0级以上地震,从空间上看,有从南北地震带中段的西北向西南方向移动的特点,强度逐渐增强,其中,文县5.0和两次岷县5.0级以上地震可以视为汶川8.0级地震的前震;从时间上分析,震前陇南汉王地震台观测到电磁场出现了长趋势变化和短临异常变化,其特征：①2003～2008年,ZD8B地电仪观测的N54°W、N85°E和N73°W测道地电阻率均显示出长趋势变化和短期变化;②视电阻率各向异性度‘S′’年变化率在有震年（异常年）是无震年（正常年）的两倍;③ELF电磁仪观测到了（0.5～39 Hz）频率段的电场、磁场在汶川8.0级地震及余震序列中异常变化分别比正常月份大1～5个数量级,并记录到电磁同震现象;④大地电场仪（ZD9A-Ⅱ）在汶川震前17个小时也记录到高频临震变化信息.     

汶川MS8.0地震前四川地区前兆异常及其统计分析

研究了2008年5月12日汶川MS8.0地震前四川地区观测到的各种异常．异常项与所有测项(或测站、台、场地、井点、泉点)之比称为异常测项（测点）比,以下类同. 地震前四川地区流动短水准观测存在中长期趋势异常的场地比为0.28,异常测项比为0.20;流动短基线存在中期趋势异常的场地比为0.13,异常测项比为0.13;地倾斜类观测存在中期趋势异常的台站比0.17,异常测项比为0.13;地下水位观测存在中期趋势异常的水位井点比为0.20;温泉观测存在水温短期异常的泉点比为0.15;温泉水氡、气氡观测存在短期异常的台点比为0.08,异常测项比为0.04;井泉水质组分观测存在短期异常的台点比为0.20,异常测项比为0.04;视电阻率观测存在中期异常的台站比为0.17, 异常测项比为0.06．对同一观测台或场地有不同观测手段,分别计算了台或场地数:四川地区在汶川8.0级地震前各类观测台或场地共有172个,存在观测异常台或场地比为0.14,其中出现中期与短期异常场地比分别是0.08和0.03;各类观测项共有335项,异常测项比为0.09,其中出现中期与短期异常测项的占比分别是0.06和0.01．可见,震前仪器微观监测台或测项多数没有观测到突出异常现象．本文中其它没有提及的观测手段或观测项的资料,经过研究没有分析检测出异常项．      

汶川8.0级地震前龙门山断裂带的地震活动性和构造应力场特征

研究了2008年5月12日汶川8.0级地震前龙门山断裂带及其附近地区的地震活动.利用区域地震台网和流动测震台的数字地震波资料,测定了震源机制解.结果表明,震中所在的龙门山断裂带震前地震活动平稳,未出现显著异常增强或平静现象.根据汶川8.0级地震前地震活动求出的震源机制解,其主压应力P轴方位为WNE——ESE向,震源断层面呈NE向与NW 向两组节面走向.其中NE向节面呈N50deg;——70deg;E,断面倾角均陡,达60deg;——70deg;,震源力学作用方式多呈逆倾型,少部分呈走滑型．震前地震活动呈现的主压应力方位、震源断面走向及其错动类型,与汶川8.0级地震给出的解是一致的.巨大地震发生前沿龙门山断裂带微破裂呈现的平均应力场与主震一致．起始破裂区东侧20km内是紫坪铺水库水域区,这一区域发生小震活动增加的现象处于水库放水的卸载阶段.本文研究了汶川8.0级地震起始破裂区附近的小震活动,其震源参数表明,震源位于8.0级地震之上的5——14km深度,其震源参数与8.0级地震给出的解也是一致的．      

汶川大地震前非台风扰动现象的研究

为了区分汶川大地震的震前扰动现象中的台风因素和非台风因素,本文研究了中国大陆宽带地震仪在汶川大地震前记录到的异常扰动信号的时频特征.研究结果表明汶川大地震的震前扰动主要由两种扰动构成,二者动态特征完全不同.其中优势频率为0.2～0.25 Hz的扰动主要与台风Rammasun有关.这种台风扰动在沿海地区较强,在内陆地区较弱,其震动源在靠近台风运动路径的海底.另一种优势频率为0.1～0.18 Hz的扰动与台风无关,这种非台风扰动在地震发生前约10 h突然急剧增强,其最大值出现在地震爆发时刻.非台风扰动在靠近震中的地区较强,在沿海和西部地区较弱.震源扰动扫描算法计算初步定位的结果显示其震动源不在海底,而是分散在震中附近的内陆地区.汶川大地震前的非台风扰动是否与汶川大地震有关,值得进行更深入的研究.     

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...     

Crustal deformation before the 2008 Wenchuan MS8.0 earthquake studied using GPS data

We used GPS velocities from approximately 700 stations in western China to study the crustal deformation before the Wenchuan M_S8.0 earthquake. The processing methods included analyses of the strain rate field, inversion of fault locking and the GPS velocity profiles. The GPS strain rate in the E-W direction in the Qinghai-Tibet block shows that extensional deformation was dominant in the western region of the block (west of 92.5° E), while compressive deformation predominated in the eastern region of the block (from 92.5° E to 100° E). On a regional scale, the hypocentral region of the Wenchuan earthquake was located at the edge of an intense compression deformation zone of about 1.9 × 10⁻⁸/a in an east-west direction. The characteristic deformation in the seismogenic fault was compressive with a dextral component. The compression deformation rate was greater in the fault's western region than in its eastern region, and the strain accumulation was very slow on the fault scale. The results of a fault locking inversion show that the locking fraction and slip deficit was greater in the middle-northern section of the seismogenic fault than in the southern section. The GPS velocity profile before the Wenchuan earthquake shows that the compression deformation was smaller than the dextral deformation, which is asymmetrical with respect to the distribution of co-seismic displacement. These deformation characteristics should provide some clues to the Wenchuan earthquake which occurred in the later period of the earthquake cycle.     

The seismicity and tectonic stress field characteristics of the Longmenshan fault zone before the Wenchuan M_S8.0 earthquake

The seismicity of Longmenshan fault zone and its vicinities before the 12 May 2008 Wenchuan MS8.0 earthquake is studied.Based on the digital seismic waveform data observed from regional seismic networks and mobile stations, the focal mechanism solutions are determined.Our analysis results show that the seismicities of Longmenshan fault zone before the 12 May 2008 Wenchuan earthquake were in stable state.No obvious phenomena of seismic activity intensifying appeared.According to focal mechanism solutions of ...     

2008年汶川MS8.0地震反应谱平台值衰减特性研究

2008年汶川M_S8.0地震获得了大量的强震动记录, 为研究反应谱特征参数衰减特性提供了重要的基础资料. 本文对已知场地条件的174个台站的记录进行研究, 计算其加速度反应谱并按照最小二乘分段拟合方法进行标定, 进而拟合了反应谱平台值的衰减关系;对比分析了水平方向与竖直方向反应谱平台值的衰减特性, 提出用“平台值的场地衰减影响系数”来定量研究不同场地类型对反应谱平台值的影响, 用“衰减曲线下降速率”来定量分析不同衰减曲线的衰减速率. 通过计算得出水平向Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ类场地的平台值场地衰减影响系数平均值分别为0.5358, 1和1.579, 且Ⅲ类场地的加速度平台值衰减曲线的衰减速率最小.