地磁臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)異常識(shí)別方法研究

楊冬梅 李 琪 張素琴 何宇飛 姚休義 高玉芬

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081）

地磁臺(tái)網(wǎng)產(chǎn)出的基礎(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)，從時(shí)間分辨率上講，有秒數(shù)據(jù)、分鐘值、日均值、子夜均值等，反映著不同的地磁場(chǎng)變化成分。識(shí)別這些觀測(cè)數(shù)據(jù)中的異常并對(duì)異常來源進(jìn)行判別和研究，可以為完善地磁觀測(cè)技術(shù)提供技術(shù)支持和指導(dǎo)，同時(shí)促進(jìn)地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)在地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，并保證基于這些數(shù)據(jù)的研究和產(chǎn)出成果的可靠性。

對(duì)于初步篩選出的異常，我們按照其空間覆蓋尺度的大小，劃分為全國(guó)異常、區(qū)域異常和局部異常3類。全國(guó)異常指每個(gè)臺(tái)站都存在的異常，這種情況下通常是發(fā)生了來自于磁層的擾動(dòng)事件，比較容易被認(rèn)定。區(qū)域異常指一定范圍內(nèi)的部分臺(tái)站存在的異常，有可能是天然磁場(chǎng)的變化，也有可能與區(qū)域內(nèi)或其周邊的地震活動(dòng)性相關(guān)，比較難以區(qū)別，是異常來源研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。局部異常指?jìng)€(gè)別臺(tái)站存在的異常，在周邊臺(tái)站相對(duì)密集時(shí)，通常將這種孤立異常歸因于觀測(cè)環(huán)境或觀測(cè)系統(tǒng)或觀測(cè)數(shù)據(jù)處理中存在問題。

秒數(shù)據(jù)方面，在短時(shí)傅氏變換（SFFT）的基礎(chǔ)上，按頻段提取譜值隨時(shí)間變化中的異常，這樣處理的好處是可以對(duì)不同的臺(tái)站在不同的背景噪聲下提取異常。

分鐘值方面，嘗試了多種途徑預(yù)測(cè)地磁日變化，與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，從日變畸變總量、低點(diǎn)時(shí)間偏移、高點(diǎn)時(shí)間偏移、日變幅度差值等幾個(gè)方面提取地磁日變畸變異常。

子夜均值方面，在線性去傾去除長(zhǎng)期變化的基礎(chǔ)上，通過27 天滑動(dòng)平均提取了季節(jié)變化，再去除季節(jié)變化提取了短周期變化。通過空間對(duì)比、空間擬合、歸一化等方法，分別研究了季節(jié)變化和短周期變化中的異常的識(shí)別和提取方法。同時(shí)繼續(xù)研究了子夜均值逐日差的空間變化異常（圖1）。

圖1 玉樹震前3 個(gè)月（2010 年1 月15 日）地磁總強(qiáng)度異常（當(dāng)日磁情平靜，最大KP 為2＋，最小Dst 為-12）