地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (5): 1092-1111.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.05.004
席继楼1,2)(), 赵家骝1), 高尚华1,2), 王晓蕾1), 李国佑3),*(), 孟凡博3)
收稿日期:
2022-12-22
修回日期:
2023-05-22
出版日期:
2023-10-20
发布日期:
2023-11-23
通讯作者:
李国佑, 男, 1979年生, 高级工程师, 现主要从事地球物理台网观测与运行工作, E-mail: 作者简介:
席继楼, 男, 1969年生, 1998年于中国地震局兰州地震研究所获固体地球物理专业硕士学位, 研究员, 现主要从事地震电磁学观测方法与观测技术研究工作, E-mail: xjl@ief.ac.cn。
基金资助:
XI Ji-lou1,2)(), ZHAO Jia-liu1), GAO Shang-hua1,2), WANG Xiao-lei1), LI Guo-you3),*(), MENG Fan-bo3)
Received:
2022-12-22
Revised:
2023-05-22
Online:
2023-10-20
Published:
2023-11-23
摘要:
地电场是重要的地球物理场, 长周期地电场是地球电磁场的重要组成部分。文中针对2015—2022年青海省都兰地震台较长时间尺度的地电场观测数据资料, 采用小波分析、 中值滤波、 卷积滤波及线性拟合等多种方法和途径, 对长周期地电场及其变化特征进行提取和分析。研究结果显示: 1)都兰地震台地电场观测数据具有比较强的长期平稳性和变化可靠性, 同测向日相关系数的算术平均值≥0.98, 日变化差值的算术平均值≤0.2mV/km; 2)FFT频谱分析结果表明, 数据除包含24h、 12h、 8h和6h等中短周期变化外, 同时也包含年周期、 半年周期及3月周期等长周期变化成分; 3)地电场观测值的日变化幅度呈现夏高冬低的季节性变化, 显著性变化包括年周期、 半年周期、 4月周期、 27日周期及半月周期等; 4)观测值的趋势性变化呈现比较典型的周期性年变化特征, 变化形态近似正弦波, 且每年的极值点和变化幅度基本相当; 5)玛多 MS7.4 地震前后地电场观测值出现了较为明显的破年变化异常畸变现象。机理分析显示, 在地球围绕太阳公转及自转过程中, 太阳直射点的往复改变是长周期地电场变化的重要激发机制。综合分析认为, 都兰地震台较长时间尺度的地电场观测数据变化具有比较优良的客观性、 可靠性及长期变化平稳性, 能够充分反映长周期地电场的基本变化特性, 具有较高的研究和应用价值。
席继楼, 赵家骝, 高尚华, 王晓蕾, 李国佑, 孟凡博. 长周期地电场变化特征及机理——以都兰地震台为例[J]. 地震地质, 2023, 45(5): 1092-1111.
XI Ji-lou, ZHAO Jia-liu, GAO Shang-hua, WANG Xiao-lei, LI Guo-you, MENG Fan-bo. STUDY ON THE CHARACTERISTICS AND MECHANISM OF LONG-PERIOD GEOELECTRIC FIELD VARIATION: A CASE STUDY FROM DULAN SEISMIC STATION[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2023, 45(5): 1092-1111.
图1 都兰地震台、 大武地震台及玛多 MS7.4 地震震中位置图 断裂带的分布、 走向和名称等信息均引自《基于GIS的地震分析预报系统(V2.6.2)》软件中的“中国活动断裂知识库”
Fig. 1 Location of Dulan seismic station, Dawu seismic station and epicentre of Madoi MS7.4 earthquake.
图4 都兰地震台地电场的日变化数据降噪滤波及拟合处理曲线(2022-07-01)
Fig. 4 The daily variation curve of noise reduction filtering and fitting processing of the geo-electric field observed at Dulan seismic station(July 1st, 2022).
图5 都兰地震台地电场小时均值数据曲线(2015-01-01—2022-07-12)
Fig. 5 Hourly mean curve of the geoelectric field at Dulan seismic station(January 1st, 2015 to July 12th, 2022).
图7 都兰地震台同测向地电场观测数据的日相关系数曲线(2015-01-01—2022-07-12)
Fig. 7 Daily correlation coefficient curve of geoelectric field observation data from the same direction at Dulan seismic station(January 1st, 2015 to July 12th, 2022).
图8 都兰地震台同测向地电场观测数据的日变化差值曲线(2015-01-01—2022-07-12)
Fig. 8 Daily variation difference curve of electric field observation data form the same direction at Dulan seismic station(January 1st, 2015 to July 12th, 2022).
图9 都兰地震台地电场的日变化幅度曲线(2015-01-01—2022-07-12)
Fig. 9 Daily variation amplitude curve of the geoelectric field at Dulan seismic station (January 1st, 2015 to July 12th, 2022).
图11 都兰地震台地电场的日均值曲线(2015-01-01—2022-07-12)
Fig. 11 Daily mean value curve of geoelectric field at Dulan seismic station(January 1st, 2015 to July 12th, 2022).
图12 玛多 MS7.4 地震前后地电场的日均值数据曲线(2019-01-01—2022-07-12)
Fig. 12 Daily average data curve of the electric field before and after the Madoi MS7.4 earthquake (January 1st, 2019 to July 12st, 2022).
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