地震電磁擾動觀測方法與技術專題研討會紀要＊

地震電磁擾動觀測方法與技術專題研討會紀要＊

中國地震學會地震電磁學專業委員會和中國地震局地殼應力研究所于2011年12月26—27日在北京聯合召開地震電磁擾動專題研討會。參加本次專題研討會的有中國地震學會地震電磁學專業委員會主任委員、中國地震局地震預測研究所副所長蔡晉安，中國地震局地殼應力研究所副所長楊樹新，中國地震局地震預測研究所研究員錢家棟、趙家騮、關華平、副研究員席繼樓，中國地震局蘭州地震研究所研究員杜學彬、副研究員譚大誠，中國地震臺網中心研究員盧軍，上海市地震局研究員馬欽忠，中國地震局地殼應力研究所研究員吳榮輝、田家勇、王蘭煒、副研究員張世中以及該所其他從事電磁擾動觀測研究的科研人員。

本次研討會由蔡晉安和楊樹新共同主持。在研討會上，蔡晉安就本次研討會的目的、意義和重要性發表了講話；張世中和王蘭煒分別就《DCRD－1電磁擾動觀測系統》和《區域電磁擾動觀測數據》做了報告；各與會專家以甘肅試驗臺網及其觀測數據為主要討論對象，對地震電磁擾動觀測手段當前的現狀、目前存在的主要問題以及預期發展方向等問題進行了比較深入和廣泛的交流和討論。

1 地震電磁擾動觀測現狀

地震電磁擾動觀測是地震電磁學中的重要手段之一，在地震監測預測中具有一定的應用實效。自1976年唐山大地震以來，我國的電磁擾動（又稱電磁波、電磁輻射等）觀測在群防群測工作發展迅速，目前，已建成各類型的電磁擾動觀測臺站150多個。

由于歷史原因，目前使用的觀測儀器種類較多，觀測對象不一致（電場、磁場、電磁場），觀測頻段不相同（超低頻（ULF）、甚低頻（VLF）、低頻（LF）），觀測裝置不相同，觀測儀器（傳感器）的性能差異較大，傳感器架設（埋設）方式不同，儀器標定方法不一致，觀測結果的表述不一致，觀測環境和臺址條件差異較大。這給資料的共享、數據分析研究、地震預測、觀測方法與理論研究以及臺網管理等方面均產生了一定的困難。

國民經濟的飛速發展帶來了一系列新型的電磁環境騷擾源，如地鐵（輕軌）、電氣化鐵路系統、超高壓交直流輸電/用電系統、以及其他各類工農業生產、生活設施建設、運行等產生電磁污染等；同時，由于目前的電磁擾動觀測場地附近人文活動頻繁，對電磁擾動觀測中磁場觀測分量造成的影響尤為嚴重；這些騷擾源及其產生的電磁環境污染，對地震電磁擾動的觀測和研究帶來了多種不同程度的影響。

雷電影響也是一種天然電磁環境干擾，除了產生數據的波動和擾動外，強雷電沖擊還可能造成觀測儀器工作不穩定，甚至造成儀器停測和毀壞。試驗觀測表明，在較強雷電天氣影響的情況下，儀器可能記錄到完整的雷電過程，該過程最長可持續1個小時以上。由于這些雷電干擾數據的形態與磁暴發生時的記錄數據形態類似，這對數據的分析會造成一定的影響。

鑒于地震電磁擾動觀測方法和觀測技術的多樣性和復雜性，中國地震局已于2009年頒布并實施了地震行業標準《地震地電觀測方法 電磁擾動觀測》，對地震電磁擾動觀測對象、測量原理、觀測系統、數據產出等方面的基本要求進行了規范和規定。

2010—2011年，由中國地震局地殼應力研究所牽頭，依據地震電磁擾動觀測方法標準的有關要求，利用“DCRD－1型電磁擾動觀測儀”，在甘肅省組建了由嘉峪關、高臺、紅沙灣和靜寧等4個臺站組成的電磁擾動試驗觀測臺網，以期通過試驗觀測，以及對區域內電磁擾動觀測數據總結和討論，為今后電磁擾動觀測臺站的選址、建設和數據分析等方面積累經驗。

2 地震電磁擾動觀測發展思路及相關問題討論

到目前為止，地震電磁擾動觀測、研究及發展仍然處于自發狀態，未能實現系統化研究和正規化管理。從這個意義上講，地震電磁擾動觀測仍然是一個新型的觀測方法和觀測手段，在觀測機理研究、觀測方法、觀測技術、數據分析應用以及觀測管理等方面，均存在一些尚待進一步研究、探索和討論的問題。

（1）關于觀測方法和觀測技術

從目前全國范圍內的電磁擾動臺網運行結果來看，各個臺站觀測得到的數據的差異性比較大，主要表現在背景變化沒有一定的規律性，事件變化的同步性比較少見，環境干擾問題和天然電磁擾動變化比較難以區分。產生這種現象的原因可能是多方面的，從觀測方法和觀測技術的角度主要表現在：觀測對象的差異性，如觀測物理量、觀測頻段不一致等；觀測方式具有差異性，包括裝置布設方式、數據記錄方式等；缺乏觀測系統的穩定性和觀測數據的客觀性評價方法和標準等；同時，觀測對象物理量及其在觀測區域內的變化特性，也是產生這種差異性的可能原因，尚待進一步的研究和討論。

在甘肅試驗觀測中所采用的DCRD－1電磁擾動觀測系統，專門配置了穩定性檢查儀，可以對觀測裝置系統進行定期和不定期檢查，有望在保證觀測系統的可靠性等方面發揮一定的作用。

（2）關于數據產出、存儲和提取

地震電磁擾動觀測的頻段范圍包括0.1～10Hz范圍，大多數觀測儀器均有將頻段往高頻延伸的愿望，以期能夠獲取更多、更精細的電磁場變化信息。因此，電磁擾動觀測的數據采樣率一般都比較高，不低于50Hz。大量的觀測數據如何產出、表達、存儲和提取是地震電磁擾動觀測研究中長期討論的問題。

有關從事數據分析、管理、預報等方面的專家建議，在數據產出和存儲過程中，應保證被測信息不遺漏為基本原則，能夠提取從觀測到的數據中提取到物理意義明確的原始觀測信息；建議在保存所有高采樣數據的同時，由省局或中國地震臺網中心的數據管理中心，按照地震分析預報人員和數據應用研究人員的要求，再做進一步的處理，形成必要的數據產品等。

（3）關于事件與干擾的識別與處理

根據多年來積累的地震電磁擾動觀測資料，地震有關的電磁擾動事件及其變化特性可能與震級、震中距、方位等信息具有一定的關聯性。然而，在目前電磁擾動觀測臺網中記錄到的有關事件變化，除了可能與地震孕育、發生和發展過程相關外，也可能與周邊地區電磁環境干擾具有一定的關系，也有的事件變化直接和天然電磁場的高頻背景變化相關。

如何從各種干擾變化和背景變化中識別和界定有用的事件，是地震監測預測應用非常重要的問題，也是從事地震監測預測研究和數據分析應用研究人員非常關注的問題。建議能夠結合對觀測對象的變化特性、觀測機理、干擾模型分析等方面的研究工作，在電磁擾動事件的識別、分析和處理等方面做進一步的深入研究和探索工作。

（4）關于區域臺網數據綜合分析

甘肅試驗臺網的儀器數量還是比較少，臺站之間的間距也相對比較大，最大間距約400km，各個臺站的臺址條件、觀測環境等各不相同，不利于對區域性電磁擾動變化特性及其變化規律性做出總體性、客觀性的分析和判定。

建議相關研究人員在對甘肅試驗臺網數據進行分析時，能夠結合已經建成甘肅天祝試驗臺陣的同類臺站、甘肅省區域內的其他類型的電磁擾動臺站以及該區域內其他相關手段的觀測數據進行綜合分析，以期獲得更為客觀可靠的變化信息，為進一步推動地震電磁擾動觀測手段的應用和發展提供參考。

中國地震學會地震電磁學專業委員會

2012年3月20日

P318.5；N27；

D；

10.3969/j.issn.0235－4975.2012.04.017

2012－03－23。