探究地震前的异常信号

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1电磁观测

本文对甘肃武都台，青海大武台，陕西宝鸡台，四川省的成都台、甘孜台、盐源台、小庙台、红格台、泸沽湖台，重庆仙女山台，云南省的元谋台、嵩明台、罗茨台、曲江台、洱源台、弥渡台、腾冲台等18个地电场台的电磁扰动观测资料进行了分析．上述这些台除重庆仙女山台的地电场和电磁扰动观测始于汶川MS8．0地震后外，其余的台站观测都经历了川滇地区近年来中强以上地震的检验，尤其是汶川MS8．0地震的检验，说明这个电磁观测台网的映震效果还是非常好的．大量研究表明，地电场和电磁扰动异常信号主要反映了地震短临信息，所以本文所发现的芦山MS7．0地震的异常信号都出现在震前一个月以内的时间段．图1中省略了陕、甘、青省区的台站位置示意，主要原因是经过资料跟踪与分析，在四川北部的台站没有发现明显异常信号．这样处理也使图1更加清晰．

2观测数据与异常信息的提取原则

电极的布设分别在东西、南北、北东（北西）方向采用两道测道，一个为长极距测道，另一个为短极距测道，观测曲线共有6条．长、短极距的布设方式首先可以识别电极噪声．所示的电极布设方式中当电极1极化时，其极化噪声只在与其有关的南北测道和北东测道的长极距观测曲线中出现；当电极2极化时，其极化噪声只在与其有关的南北测道和北东测道的短极距观测曲线中出现；当电极3极化时，其极化噪声只在与其有关的东西测道和北东测道的长极距观测曲线中出现；当电极4极化时，其极化噪声只在与其有关的东西测道和北东测道的短极距观测曲线中出现；当电极5极化时，其极化噪声只在与其有关的南北测道和东西测道的短极距观测曲线中出现；当电极6极化时，其极化噪声只在与其有关的南北测道和东西测道的长极距观测曲线中出现．降雨时，有些电极埋设点会积水从而引起电极极化，有的电极极化噪声幅度大，有的小．因此，在信号选择中首先排除的就是电极极化噪声．

另外，在观测台站下方介质电性结构均匀的条件下，当噪声源在电极布设区域内时，长极距信号和短极距信号比值差别比较大，有的极化方向会反向．但在台站下方介质电性结构呈非均匀状态时就会对上述推断产生较大影响，此时的情况较为复杂，必须用非均匀介质模型加以解释．利用地电场多极距观测系统原理排除了由于各种原因引起的电极极化噪声并确定观测系统为正常观测后，在观测中有些台站记录到的异常信号具有一些典型特征，如矩形方波、梯形波等，这些信号基本上是人类工业活动所引起，如高压输电系统产生的信号．还有一些地电场异常信号属于经常性地出现而后续也没有地震事件，可将其归为噪声．另外，还有一类噪声，即地电暴信号，是由于电离层剧烈扰动引起的地电场剧烈变化，其出现时间与磁暴时间一致，并且基本上在每个台都能同时记录到，具有广域性．因此，通过多台对比和参考地磁K指数就可识别并排除这类噪声．虽然在地电场观测中记录到了大量的异常信号，种类较多，但通过分析识别各种噪声的特点，利用排除法将许多噪声排除，这样与地震有关的异常信号就会突显出来．收集各种异常信号；通过地电场多极距观测系统原理剔除电极极化噪声；分拣出经常出现的有规律的信号；分拣出雷雨时间出现的雷电信号；利用多台比较和地磁K指数信息排除地电暴噪声信号；统计分析剩余的信号集合与地震的关系；确定地震前的地震电信号．在识别和选择地震前的异常地电场信号时，主要运用地电场的多极距观测系统原理，该原理是基于测区地下介质电性结构是均匀的条件上，但实际上许多台站测区下方介质电性结构呈现出非均匀的电性结构特征，因此不同的台站条件要具体问题具体分析．对电磁扰动观测，它属于超低频（ULF）电磁观测，其观测频率范围为0．5—10Hz．对电磁扰动观测资料的分析，由于没有如上所述的地电场多极距装置系统原理可以依靠，对电分量的电极极化问题还难以深入研究，但对磁分量的观测依赖于磁传感器，不存在电极极化问题．因此，对电磁扰动观测资料的分析可采取上所述步骤，之外的所有步骤．通过上述原则利用排除法将许多噪声排除，从而突出与地震有关的电磁异常信息．另外通过连续跟踪与分析，针对全国104个地电场台和少数可获得电磁扰动观测数据的台站建立了特征曲线信息库，用于对比分析．所谓特征曲线信息库，就是根据上述7个步骤分拣和识别的异常信息的集合．由于其中样本曲线多，信息量大，对于排除电极极化噪声、地电暴噪声、高压电接地极信号、经常出现的有规律的信号及雷电信号之外的信号，都进行MS＞3．0地震的标定和具有统计意义的确认，因而基于该特征曲线信息库的分析与研究是较为有效的方式．

作者：马钦忠方国庆李伟周江南单位：中国上海