1 研究背景

在地震预测研究中，震中方位预测相对困难。诸多研究表明，中强地震前存在明显的地磁水平椭圆/线性极化偏振特点，且地磁水平极化长轴方向垂直于震源（地磁辐射源）方位（杨少峰等，2002；Schekitov et al，2007；Ohtaet al，2013）。据此认知，如果单台出现地磁水平极化异常，可给出地磁辐射源的大致走向。如果多台出现地磁水平极化异常，则可通过交会法指出相对明确的地磁辐射源区，从而为未来可能发生的地震方位研判提供较为明朗的证据。该方法原理清晰，但因之前国内缺乏相关频率段的地磁观测资料，故实际应用不多。2007年以来，中国地震局陆续在全国布设磁通门磁力仪，获得大量地磁秒采样数据，为采用地磁水平椭圆极化分析法进行地震相关研究提供了数据基础。本文以2016年10月20日射阳M_S 4.4地震为例，分析地震前后地磁水平极化异常。

2 研究内容

在2016年射阳M_S 4.4地震震中周边300 km范围内，南京和郯城地震台地磁观测数据质量较好，选取两台站2015—2016年磁通门磁力仪秒值数据进行地磁水平极化分析，具体步骤如下：将地磁原始观测数据进行预处理、傅氏变换、谱值比及极化椭圆扁率计算，通过旋转坐标轴的方法，求得最大地磁综合特征参数及其对应的地磁水平椭圆极化长轴方位角，进而寻求地磁水平极化异常信号源方位，与射阳地震相对各台站的方位进行比对，从而解析此次地震前地磁水平极化异常。

异常判别方法：地磁水平极化长轴方位角打破在均值线附近随机波动的常态，而出现优势方位角的异常现象。

3 研究结果

南京台2015—2016年磁通门磁力仪数据在5 s、10 s、20 s和50 s四个频点的最大地磁极化长轴方位角的日均值曲线见图 1，图中纵坐标为地磁水平椭圆极化长轴方位角（定义为极化长轴与正北向的夹角，范围：0°—180°）。由图 1可见，2015—2016年，南京台地磁水平长轴方位角相对稳定，仅在2016年7月初到9月中旬（蓝框所示），T = 5 s和T = 10 s具有明显的优势高值现象，且随着周期变大，异常幅度有逐渐变小趋势，在T = 20 s时高值异常现象基本消失，表明地磁水平极化异常敏感频段偏向于较高频段，尤其是T = 5 s的频点附近。其中，5 s时最大极化长轴方位角日均值为116.3°，则其垂直方向，即地磁异常信号源方位角为26.3°或者206.3°，与射阳地震相对于南京台的方位角（24°）相近。统计发现，在2015—2016年南京台周边300 km范围内仅发生1次M_L 4以上地震，即此次射阳M_S 4.4地震，且震前存在较为显著的、符合辐射机理的地磁水平极化异常现象，表明地磁水平椭圆极化分析法在南京台有一定预报效能。

郯城台2015—2016年磁通门磁力仪数据在5 s、10 s、20 s和50 s四个频点的最大地磁极化长轴方位角旬均值曲线见图 2。研究结果显示，郯城台地磁水平极化长轴方位角不太稳定、波动幅度相对较大，但在射阳M_S 4.4地震前2个月，也出现5日均值极化长轴方位角的异常波动现象，如图 2的蓝框所示，其极化长轴方位角异常值约为61.8°，则其对应的震磁辐射源方向为151.8°或者331.8°，与射阳地震相对于郯城台的方位角（122.5°）相差29.3°，虽然远不及南京台的预测精度，但其指向性相对明确，即预测地震和实际震中位置均在郯城台东南向，且求出的预测点和实际震中位置的差距约为100 km。

研究结果显示，在2016年10月20日射阳M_S 4.4地震前，南京和郯城台磁通门磁力仪数据均有地磁水平极化异常现象，其中南京台的异常信度较高。

4 结束语

本研究结果显示，在2016年10月20日射阳M_S 4.4地震前有相对显著的地磁水平极化异常，表明地磁水平极化分析法有一定映震效果，其分析结果可提供相对明朗的、可量化的震中位置，有利于地震短临预测研究。

研究所用磁通门磁力仪秒采样数据由中国地震台网中心网站提供，并采用“地震地磁数据分析预报软件”进行数据分析，该软件由朱培育、冯志生提供，在此表示诚挚的谢意！