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X、Y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。
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。