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  地震地磁观测与研究  2022, Vol. 43 Issue (S1): 271-273  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.088
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引用本文  

刘喜亮, 高雅婧. 地磁谐波比改进方法研究[J]. 地震地磁观测与研究, 2022, 43(S1): 271-273. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.088.
LIU Xiliang, Gao Yaqian. Improvements in the calculation method of geomagnetic harmonic ratio[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2022, 43(S1): 271-273. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2022.S1.088.

基金项目

地震科技星火计划(项目编号:XH19016)

作者简介

刘喜亮(1977-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事地震预报工作。E-mail: 13336198523@126.com
地磁谐波比改进方法研究
刘喜亮   高雅婧     
中国杭州 310013 浙江省地震局
关键词地磁谐波比    离散时间傅里叶变换    地铁干扰    
Improvements in the calculation method of geomagnetic harmonic ratio
LIU Xiliang   Gao Yaqian     
Zhejiang Earthquake Agency, Hangzhou 310013, China
Key words: geomagnetic harmonic ratio    discrete-time Fourier transform    subway interferences    
1 研究背景

在2022年更新后的《震情会商技术方法业务应用推荐清单》中,添加了地磁测深视电阻率(地磁谐波比)异步方法。该方法通过分别计算垂直分量Z和2个水平分量XY的谐波振幅比值,判断地下深部视电阻率变化的同步性,进而预测地震是否发生。现行计算软件在将数据分为4段后,采用离散时间傅里叶变换(DTFT)方法计算各个分量的频谱,周期范围为5—65 min,频带宽度为10 min,频带中心为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min和60 min。在实际计算过程中发现,杭州地铁开通(2012年7月)后,对杭州地磁台观测数据造成严重干扰,见图 1

图 1 杭州地磁台磁通门磁力仪(FHDZ-M15)地磁测深视电阻率计算结果 Fig.1 Apparent resistivity of geomagnetic deep sounding with a flux-gate magnetometer (FHDZ-M15) at Hangzhou Geomagnetic Observatory

图 1中,左侧为Z分量和X分量的比值,右侧为Z分量和Y分量的比值,从上至下分别为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min和60 min的比值。

2 研究内容及结果

为了消除地铁运行对地磁观测的影响,将地磁测深视电阻率(地磁谐波比)异步方法的频谱计算和频段划分做了改进。具体改进方案为:首先,将每日观测数据从国际时转换为地方时,消除因经度差异而引起的到时相位差;其次,将计算DTFT谱改为计算每日观测数据前10阶谐波谱;最后,利用前10阶谐波谱的振幅值之和计算谐波比。后续处理可与原方法相同,也可做深入处理。具体计算结果见图 2,图中曲线从上至下分别为:Dst指数、Z分量和X分量的比值、Z分量和Y分量的比值、X分量和Y分量的比值。

图 2 杭州地磁台磁通门磁力仪(FHDZ-M15)地磁测深视电阻率改进后计算结果 Fig.2 Apparent resistivity of geomagnetic deep sounding with a flux-gate magnetometer (FHDZ-M15) at Hangzhou Geomagnetic Observatory by the improved method
3 结束语

对杭州地磁台地磁观测数据进行处理,相较现有计算方法,新的谱值计算方法具有以下优势:①前10阶谐波谱的频段与地铁运行干扰的频段不重合,有效的消除了地铁运行干扰;②不再含有年变形态的变化;③异常变化更加清晰、显著,尤其是对日变形态变化引起的异常更为敏感。

新的谱值计算方法为地磁数据的谱值分析提供了新的思路,是获取稳定谱值的一条新途径,值得推广。

冯志生研究员多年来给予悉心指导,朱培育、冯丽丽、李鸿宇等科研人员在本研究地磁数据计算过程中给予帮助,在此一并表示感谢。