0 引言

数据跟踪分析是以地球物理异常变化数据为基础，根据数据变化特征及所属类型，以事件为单位，分析记录各类事件并记入数据跟踪分析产品信息库保存。该信息库是地震前兆数据产品开发的一种更高层次的产品，可以为一线观测人员及时分析影响观测资料质量的因素和地震前异常变化的判定提供平台，为科学研究人员进行地震分析预报提供高效的服务产品（王莉森等，2017）。承德地震前兆台网按照《地震前兆台网观测数据跟踪分析工作约定》、《地震前兆台网数据跟踪分析技术规范——事件分析记录》等相关工作要求，按时开展周、月数据跟踪分析，对于出现的问题及时反馈和修改，并根据最终的数据跟踪分析记录审核、分析和汇总，产出各类报表和报告。

1 承德前兆台网概况

承德地震前兆台网包括承德、宽城、丰宁地震台，隶属河北省，观测手段为形变、地磁2大类，配备“十五”观测仪器10套（承德地震台配备VP宽频带倾斜仪、FHD-2质子矢量磁力仪；宽城地震台配备VS垂直摆倾斜仪、DSQ型水管倾斜仪、SS-Y型洞体应变仪、TJ-Ⅱ型体积式钻孔应变仪、VP宽频带倾斜仪；丰宁地震台配备VP宽频带倾斜仪、SQ- 70D水平摆倾斜仪、FHD-2质子矢量磁力仪），其中：形变仪器8套（宽城台2016年12月新增VP垂直摆），测项15项，地磁仪器2套，测项6项。形变和地磁观测资料产出连续、可靠。

3个台站分布在燕山构造带周边，利用数字观测仪器，可以有效接收地质构造变化信息。记录数据经由承德前兆台网分中心“十五”数据库服务器同步汇集至河北省地震局区域地震台网中心，最后汇集至各学科中心及国家前兆台网中心。

台站分布见图 1。

2 资料产出

2014年1月至2017年12月，承德地震前兆台网承德、宽城、丰宁地震台10套仪器记录各类事件（不含正常）共计243条，数据跟踪分析记录完整率达95%，所产出事件记录原因明确、描述详尽、清晰，其中：①3个台站10套仪器记录到：观测系统事件41条，占16.87%；人为干扰事件74条，占30.45%；地球物理事件87条，占35.80%；②承德、宽城地震台6套仪器记录自然环境事件40条，占16.46%；③承德地震台1套仪器记录场地环境事件1条，占0.004%。事件分类统计结果见表 1、图 2。

由表 1、图 2可见，影响承德前兆观测数据质量的主要因素（事件）是观测系统干扰、自然环境干扰、人为干扰和地球物理事件。其中，地球物理事件所占比最大，主要以地震和磁暴为主；人为干扰所占比例次之，占总事件的近1/3，主要因仪器标定、检修、调零、装置系统改造产生；观测系统干扰以主机故障、数采故障、供电故障为主；自然环境干扰主要由雷电、降雨、气压变化引起。

从学科角度进行分析，可知：①与地磁观测手段相比，形变测项受观测系统、自然环境、人为干扰明显，说明地磁仪器本体、观测场地和周边环境较好，仪器运行稳定；②2类仪器记录的地球物理事件较多，其中形变观测仪器能清晰记录到地震事件，同震响应较为明显，而地磁观测仪器主要记录到急始磁暴等地球物理现象，有效监测效能良好（李颖等，2017）。

3 数据跟踪分析

前兆观测数据非正常事件记录分为观测系统故障、自然环境干扰、场地环境干扰、人为干扰、地球物理事件和不明原因事件6类。通过对承德前兆观测数据跟踪分析结果进行统计梳理，提取各类干扰事件相关信息，客观反映台网仪器运行状况及应对措施。

3.1 观测系统故障

观测系统故障类型以主机故障、数采故障、摆系靠摆为主。观测曲线的表现形态为缺数、错误数据、曲线畸变，上升、下降、趋势性转折等变化比较少见。部分观测仪器老化现象严重，运行不稳定，仪器部件缺少备件，出现故障后维修不及时，造成数据连续率和完整率下降，统计结果见表 2。

（1）主机故障。2014年7月14日00:00至20日17:40，宽城台VS垂直摆主机电源机箱内放大板出现故障，EW向观测曲线发生畸变（图 3）；承德台FHD-2质子磁力仪2016年6月1日05:08至2日10:21主机电源出现故障，数据错误（图 3），维修人员用电脑电源暂时代替。由于地震台站缺少相应仪器备件，需从厂家邮寄，造成多日观测数据不可用（图 3）。

（2）数采故障。2015年5月25日11:09—23:40，承德地震台VP宽频带倾斜仪因数采时钟出现故障，造成数据缺记。2015年12月26日14:48—23:43，丰宁地震台VP宽频带倾斜仪NS向数采出现故障，原始数据记录错误，使得此时段做缺数处理（图 4）。

3.2 自然环境干扰

承德地震前兆台网自然环境干扰以气压和降雨为主。降雨多为中短期干扰，观测曲线变化通常与该时段降水同步，也有少量滞后反应，表现形态主要有上升、下降、畸变、噪声大等。在雷电等强对流天气影响下，若防雷设施不到位，观测仪器容易遭受雷击，如电路板损坏等，造成数据缺失；大风导致观测曲线噪声大、抖动等；受气压变化影响，观测数据呈同步波动变化，曲线形态表现为转折、锯齿变化及固体潮畸变等，气压稳定后数据恢复正常。

地磁观测仪器未受到自然环境影响。

（1）2016年7月20日至29日宽城地震台伸缩仪受强降雨影响，观测曲线发生畸变，随着降雨量增大，呈转折、上升趋势，降雨停止后逐渐恢复（图 5）。若连续数日降雨，观测曲线会出现长周期变化趋势，导致观测数据精度降低。

（2）2017年6月2日02:32—10:34宽城地震台水管倾斜仪受气压干扰，NS、EW分量曲线畸变。气压变化量为3.2 hPa，导致NS向变化幅度为8.44×10^-3″，EW向为8.91×10^-3″。水管仪观测曲线畸变与气压变化基本同步，曲线变化形态明显，但幅度较小（图 6）。

3.3 人为干扰

承德地震前兆台网受人为干扰事件影响较大，干扰因素为进洞调零、标定、仪器检修、仪器安装等。通常仪器调零、标定持续时间短，观测曲线主要表现为缺数、突跳、阶变等，对观测资料的精度影响不大。仪器检修、安装时间长，产出均为错误数据，需进行缺数处理。仪器安装完毕后数据缓慢恢复正常，对观测资料质量影响较大，如：宽城地震台2015年12月更换安装新仪器，干扰天数累积达20天左右，当月数据基本不可用。

（1）2017年6月16日承德地震台VP垂直摆倾斜仪NS向于11:07进行标定，11:07—11:51数据做缺数处理；14:30进行调零，14:30—15:40数据做缺数处理，15:41数据做台阶处理，台阶改正量为52×10^-3″（图 7）。

（2）宽城地震台2015年12月11日—20日更换水管倾斜仪，数据缺测，21日—31日数据恢复期间，仪器运行不稳定，产生无效数据（图 8）。

3.4 地球物理事件

形变仪器记录的地球物理事件主要包括地震同震变化、震后效应、地脉动、核爆等（李希亮等，2017），曲线形态表现为地震波形、突跳、震阶等。地磁仪器记录的主要是磁暴，FHD质子磁力仪3个分量观测曲线呈同步变化，其中H水平分量变化幅度最大。在2014年1月至2017年12月承德地震前兆台网3个台站10套仪器记录的87条地球物理事件（表 1）中，不同影响因素的事件统计结果见表 3，其中承德、丰宁地震台2套仪器记录到急始磁暴36条，3个台站6套仪器记录到地震事件50条，宽城地震台1套仪器记录到核爆1条，从中可以更加直观了解地震前兆监测效能。

4 结论与讨论

通过对承德地震前兆台网2014—2017年地震观测数据进行跟踪分析，进一步明确影响和制约观测资料质量的主要因素。据统计，观测系统故障和人为干扰对观测数据的影响持续时间长，直接造成数据连续率和完整率的下降，资料精度降低。主要原因是，部分仪器运行不稳定，需要进洞检修和维护，干扰仪器数量增多，数据恢复正常观测背景缓慢。特别是，当仪器出现故障后，台站缺少配件，导致维修、维护不及时。降雨和气压等自然环境干扰，受台址、地质构造、基岩岩性、被覆等影响，对观测精度影响较大，有时呈趋势性变化，但此类干扰的存在不可避免，异常判别需同气象三要素进行综合比对分析。针对以上干扰因素，台站应配备易发故障仪器的配件，以便及时维护，排除故障；做好夏季雷电的防护工作，安装防雷设施，避免仪器遭受雷击；UPS定期充放电，确保仪器正常运行。

数据跟踪分析产品信息库可以准确判定观测数据变化的影响因素，可对台站改造、仪器升级、地球物理异常判断等提供参考依据。但目前仍存在一些问题，如：跟踪分析方法单一，事件类型分条模糊，时间尺度把握不到位，对长趋势变化分析不精准等。因此，需继续加大培训力度，熟练掌握地震前兆台站观测数据跟踪分析技术，高效利用数据跟踪分析产品，加强区域地震台网中心的审核追踪，加深认识本地区的地震监测背景，及时排除故障与干扰，发现并核实可能的地球物理异常信息，发挥地球物理观测数据在震情监视、会商中的基础性作用，为地震预测和科学研究开展更好地服务。