地磁絕對子夜均值異常識別方法研究

張素琴 楊冬梅 姚休義 高玉芬

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

地磁絕對子夜均值數(shù)據(jù)，即臺站地方時 00～03時期間的地磁場絕對數(shù)據(jù)是地球主磁場和地殼磁場變化研究中常用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該均值中基本去除了電離層電流體系的影響，但仍不可避免地存在著主磁場的變化和磁層磁場的變化，可能會存在與地震孕育有關(guān)的地殼磁場的變化、因臺站觀測環(huán)境干擾或絕對觀測錯誤產(chǎn)生的不可彌補的錯誤數(shù)據(jù)以及因數(shù)據(jù)處理錯誤產(chǎn)生的可修正的錯誤數(shù)據(jù)。本文所指的異常數(shù)據(jù)，即是指這些可能存在的變化或錯誤數(shù)據(jù)。

識別地磁絕對子夜均值中的異常數(shù)據(jù)，需要將異常與地球主磁場和磁層磁場變化的影響進行分離。地球主磁場變化緩慢，在數(shù)據(jù)中不存在顯著的錯誤數(shù)據(jù)的情況下，對于一年之內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以通過線性去傾的方法去除主磁場變化的影響。磁層磁場的影響就要復雜一些，不但存在季節(jié)變化、27天重現(xiàn)性變化等較長周期的變化，還存在短周期的磁擾事件變化和瞬態(tài)變化成分。因此，真正與本文所指的異常數(shù)據(jù)相互重疊的正常磁場變化數(shù)據(jù)是磁層磁場變化影響數(shù)據(jù)，為了提取數(shù)據(jù)中的異常，必須正確消除磁層磁場變化的影響。

由于磁尾電流距地球表面在數(shù)千千米以外，其在地球表面產(chǎn)生的磁場比較均勻，因此有望通過臺站之間的比較識別其影響。本文基于2011年全國地磁基準臺網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，分析了子夜均值中磁層影響的時間同步性和空間分布規(guī)律，對絕對子夜均值異常的識別方法進行了探討。

數(shù)據(jù)分析方法和過程如下：

（1）線性去傾，去除主磁場變化的影響。

（2）對去傾后數(shù)據(jù)進行27日滑動平均，提取磁層影響中的季節(jié)變化。

（3）將去傾后的數(shù)據(jù)減去季節(jié)變化，獲得只包括27天周期變化、磁層磁場的瞬態(tài)變化和異常數(shù)據(jù)的殘差數(shù)據(jù)。

（4）對殘差數(shù)據(jù)進行相關(guān)、空間擬合、歸一化等比較分析，研究磁層影響的時空同步性和數(shù)據(jù)異常識別方法。

初步研究結(jié)果表明，D、H和Z要素分別表現(xiàn)出不同的時空分布特征，D更適宜采用歸一化方法去識別，H更適宜采用空間擬合方法去識別，Z的空間分布差異不顯著，直接進行臺間比較即可。