1 研究背景

在众多地震前兆观测数据类型中，电磁观测是对地震反映非常敏感的地球物理方法之一。地震孕育过程中会造成地下介质电磁参数发生变化，从而产生能探测到的震磁短临前兆现象，已经为国内外大量震例所证实（冯志生等，2019；艾萨·伊斯马伊力等，2023）。用于地震预测研究的地震电磁观测物理量主要有地磁场、地电阻率、地电场、电磁波、卫星观测的空间电离层数据、热红外功率谱等等。其中地震地磁场异常处理方法主要包括地震地磁场日变化异常分析方法（该方法主要包括地磁加卸载响应比法、地磁逐日比法、地磁低点位移法、地磁日变化空间相关法（艾萨·伊斯马伊力等，2022）和地磁每日一值空间相关法）、地震磁扰动异常分析方法（该方法主要包括垂直强度极化法和水平分量椭圆极化法）和基于磁测深的地震异常分析方法（该方法主要包括地磁转换函数和地磁谐波振幅比）（冯志生等，2019；艾萨·伊斯马伊力等，2023）。“张衡一号”观测数据研究表明，中强地震前会出现电离层扰动或电磁异常，现已被国内外学者广泛应用和研究（艾萨·伊斯马伊力等, 2020, 2021）。

2022年12月29日吉尔吉斯斯坦境内发生M_S 5.4地震（41.82°N，79.56°E），大地构造上本次地震位于乌什—温宿以北—拜城以西一带，实际地震震中位于吉尔吉斯斯坦境内，此次地震距边境线约5 km。发震断裂构造为为阔克萨勒断裂，断裂性质为左旋走滑。利用P波初动方法计算得到本次地震震源机制为走滑型，与发震构造断错性质基本一致。地震发生后乌什、阿克苏、温宿、拜城等地区均有强烈震感。

本文系统总结此次地震发生前出现的电磁异常，试图对吉尔吉斯斯坦M_S 5.4地震的孕育过程开展进一步的分析探讨。其结果为地震电磁学在地震预报中的应用提供震例。

2 数据来源及研究方法

地磁逐日比、地磁低点位移资料采用中国地磁台网中心连续地磁观测垂直分量分钟值数据，地磁垂直强度极化异常采用全国地磁台网秒采样连续地磁观测数据，流动地磁异常采用南北天山地区95个流动地震地磁观测点数据，电子浓度异常采用的数据为张衡一号电磁卫星测量数据。

加卸载响应比法是利用地磁扰动场作为探测信号，应用能反映地震磁效应的Z分量作为响应函数，以正常情况下的介质响应作为背景，提取因地震引起介质电导率变化而产生的响应比异常来预测地震。地磁逐日比方法是在地磁加卸载响应比基础上提出的一种新的地磁分析方法，是地磁垂直分量前后2天日变幅度比值。加卸载响应比、逐日比异常特征为单天多台准同步超阈值异常。地磁低点位移方法即日变极小值出现时间（低点时间）在空间分布上的异常特征。近些年的震例研究表明以上震磁异常提取方法在中强地震前均有一定的异常反映。地震地磁研究中已被证明了来自岩石圈的频率范围为0.01—100 Hz电磁信号的磁场垂直分量幅度大于水平分量（冯志生等，2019），地磁垂直强度极化法基于此物理原理。

张衡一号电磁卫星星载朗缪尔探针（LAP）载荷记录的电子密度数据和等离子分析仪（PAP）载荷中记录的氧离子密度数据。根据卫星工作模式，朗缪尔探针（LAP）在巡查模式下为每3 s采样一次；在经过地震带以及中国区域时则切换为详查模式，每1.5 s采样一次；等离子体分析仪（PAP）为每1 s采样一次。研究选取升轨数据进行分析，升轨数据对应地方时的夜晚，并剔除当天的K_P≥3时间段内的数据，以排除磁扰的影响。

3 研究结果

通过分析和统计可以得出，2022年12月29日吉尔吉斯斯坦M_S 5.4地震前周边地磁场存在明显异常变化，如震前震中周围位于北天山断裂上的乌鲁木齐、克拉玛依台地磁测项出现明显的异常变化，地磁场异常变化主要在地磁垂直分量Z日变幅逐日比、加卸载响应比、低点位移以及地磁垂直强度极化等地磁分析算法上更为突出。地震前“张衡一号”电磁卫星电子浓度和阳离子浓度均抓到短临异常信号，此外震中周围还存在流动地磁异常区。其主要特征表现为：①从时空上认为，震中周围存在流动地磁背景异常，震前51天震中周围台站出现地磁垂直强度极化超阈值异常，震前90天，20天沿断裂带及其附近台站地磁逐日比（2022年9月8日和12月9日）和震前3天震中附近台站加卸载响应比（2022年12月26日）出现超阈值高值异常，震前32天（2022年11月26日）中国大陆出现低点位移现象，低点时间突变分界线介于41° —45° N之间，沿EW向分布，穿过新疆中天山地区；震前15天震中附近出现电磁卫星电子浓度高值异常，异常数量越发震时间越增多，异常数量的增多提高了异常的信度；②从空间上认为，震中位于异常多种地磁方法异常重叠或汇合处，异常幅度最高值空间上出现震中附近最近台站上，逐日比、加卸载响应比异常高值跟震中有一定关联性，这特点今后确定发震地点有一定的指示意义。

综上所述，在这次吉尔吉斯斯坦M_S 5.4地震前，电磁前兆在短临阶段的确有一定反映，且时空演化特征明显。本文通过吉尔吉斯斯坦M_S 5.4地震分析地磁前兆特征，并对比2023年1月30日沙雅M_S 6.1地震前特征变化（艾萨·伊斯马伊力等，2023），认为两者具有一定相似性；短临变化特征较突出。该研究结果为今后短临地震预报具有一定参考意义。

4 结束语

本研究基于新疆地区震情跟踪工作和地磁学科预测指标实际情况，采用日常震情跟踪常用的电磁分析预报方法，总结了2022年12月29日吉尔吉斯斯坦M_S 5.4地震震前所提出的电磁震兆异常。本文仅给出初步结果和认识，对于震中与异常台站分布的具体关系及其产生机理，尚需进行深入细致的研究。

在本文撰写过程中，江苏地震局冯志生研究员对于异常提取和分析给予指导，在此表示感谢。