趙永志，劉天龍，白 琳，滕 藤，朱曉秋，顧 娜

（1.朝陽地震臺(tái)，遼寧 朝陽 122000；2.遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034；3.營(yíng)口地震臺(tái)，遼寧 營(yíng)口 115000；4.鐵嶺地震臺(tái)，遼寧 鐵嶺 112000）

0 引言

在任何一種地震觀測(cè)手段的觀測(cè)數(shù)據(jù)中，都不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種干擾現(xiàn)象，例如自然干擾、環(huán)境干擾、人為干擾等。地磁觀測(cè)也是如此，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的干擾種類繁多，這些干擾數(shù)據(jù)的曲線形態(tài)主要表現(xiàn)為記錄曲線的單點(diǎn)突跳；頻繁的單點(diǎn)或多點(diǎn)突跳；一定時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)抬起或下降（臺(tái)階）；造成這種記錄曲線異常的主要原因有以下幾種：磁暴、高壓直流輸電、車輛、建設(shè)施工、城際輕軌、地鐵、背景噪聲以及人為因素等等；只有充分認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)的干擾因素，才能更好地分析地磁場(chǎng)的異常變化。

1 干擾類別與干擾特點(diǎn)

1.1 磁暴干擾

磁暴是由太陽耀斑引起的地球高層大氣的擾動(dòng)，發(fā)生突然，在數(shù)小時(shí)或更短時(shí)間內(nèi)大地磁場(chǎng)經(jīng)歷顯著變化。磁暴對(duì)地磁觀測(cè)干擾的特點(diǎn)是：各觀測(cè)分量同時(shí)受到干擾，且開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間同步（圖1）。

圖1 2011年8月5日、6日磁暴干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.1 Disturbing records of magnetic storm on August 5 and 6，2011

1.2 高壓直流輸電干擾

目前遼寧境內(nèi)有一條高壓直流輸電線路，線路從內(nèi)蒙古呼倫貝爾起，至遼寧長(zhǎng)嶺結(jié)束，簡(jiǎn)稱呼遼線。

高壓直流輸電干擾主要出現(xiàn)在高壓直流輸電線路的維修期間，由于線路維修時(shí)間的不確定性，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)受干擾的時(shí)間也是隨機(jī)的。高壓直流輸電干擾的具體特點(diǎn)是：線路維修期間內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)整體出現(xiàn)起伏或下降的波動(dòng)，干擾最為嚴(yán)重、最為明顯的為垂直分量Z，其它干擾不明顯或無干擾（圖2）。

圖2 2012年12月25日高壓直流輸電干擾曲線（單位：nT）Fig.2 Disturbing records of D.C.high-voltage transmission on Dec.5 and 6，2012

同一線路附近的地磁觀測(cè)臺(tái)站，垂直分量Z受干擾的開始、結(jié)束時(shí)間具有一致性（圖3）。

圖3 2012年3月25日朝陽、營(yíng)口、鐵嶺Z分量干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.3 Disturbing records of Z-component at Chaoyang，Yingkou and Tieling on Mar.25，2012

處于同一線路同側(cè)的地磁觀測(cè)臺(tái)站，垂直分量Z記錄到的干擾曲線方向相同，如營(yíng)口、鐵嶺地震臺(tái)（圖4）；異側(cè)則相反，如朝陽、營(yíng)口地震臺(tái)（圖4）。

1.3 儀器校準(zhǔn)干擾

干擾主要是對(duì)儀器的定期校準(zhǔn)造成的。在儀器校準(zhǔn)期間，各測(cè)向都受到不同程度的干擾，且開始、結(jié)束時(shí)間一致（圖5）。

圖4 2011年4月10日營(yíng)口、鐵嶺、朝陽Z分量干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.4 Disturbing records of Z-component at Yingkou，Tieliang and Chaoyang on Apr.10，2011

圖5 2012年7月30日儀器校準(zhǔn)干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.5 Disturbing records of instrument calibration on Jul.30，2012

1.4 施工干擾

由于施工使用的建筑材料和施工設(shè)備具有一定磁性，對(duì)地磁場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)的干擾。這種干擾主要表現(xiàn)為觀測(cè)記錄曲線時(shí)間一致，幅度不同（圖6）。

圖6 2012年10月15日磁房修繕干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.6 Disturbing records of the magnetic house repair on Oct.15，2012

1.5 車輛干擾

這種干擾主要是由于觀測(cè)磁房附近行駛或停放的車輛造成的。各觀測(cè)分量干擾的幅度不盡相同，開始、結(jié)束時(shí)間相同，干擾時(shí)間與車輛通過或停放的時(shí)間具有一定的呼應(yīng)性（圖7）。

圖7 鐵嶺臺(tái)車輛對(duì)地磁觀測(cè)各測(cè)向干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.7 Disturbing records of the vehicles’influence to the geomagnetism at Tieling Seismic Station

1.6 噪聲干擾

主要是由于觀測(cè)環(huán)境背景噪聲、儀器工作參數(shù)偏離、信號(hào)線較長(zhǎng)、交流干擾、集成干擾等造成的。這種干擾持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，歷時(shí)數(shù)日、數(shù)月甚至更長(zhǎng)（圖8）。

圖8 噪聲干擾記錄曲線（單位：nT）Fig.8 Disturbing records of noise

1.7 交直流切換干擾

這種干擾主要是由于交流（市電）與直流（備用電源）相互切換供電造成的，這種干擾特點(diǎn)是單點(diǎn)或多點(diǎn)突跳以及記錄曲線出現(xiàn)臺(tái)階（圖9）。

圖9 交直流切換干擾曲線（單位：nT）Fig.9 Disturbing records of AC and DCexchanging

1.8 其他干擾

造成這種干擾原因不甚明朗，其中包括儀器本身、氣候、觀測(cè)環(huán)境突變以及人為影響等；各測(cè)向干擾的時(shí)間和干擾幅度也不同。

2 干擾數(shù)據(jù)的預(yù)處理

針對(duì)不同形態(tài)的干擾數(shù)據(jù)，處理的方式也不盡相同。對(duì)于噪聲等干擾原因比較明朗，時(shí)間固定且有一定規(guī)律的干擾產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，盡量不作處理，應(yīng)及時(shí)查找干擾源，改善觀測(cè)環(huán)境。

2.1 高壓直流輸電干擾數(shù)據(jù)預(yù)處理

對(duì)于高壓直流輸電干擾數(shù)據(jù)主要進(jìn)行臺(tái)階處理（圖10）。

圖10 高壓直流輸電干擾原始數(shù)據(jù)與預(yù)處理數(shù)據(jù)對(duì)比曲線（單位：nT）Fig.10 Contrast curves of original and preprocessing data of DChigh-voltage transmission

2.2 儀器校準(zhǔn)干擾數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于在儀器校準(zhǔn)過程中，探頭的旋轉(zhuǎn)和觀測(cè)環(huán)境的臨時(shí)改變，觀測(cè)數(shù)據(jù)必然會(huì)有大幅度的波動(dòng)，這種高幅度的波動(dòng)，壓制了整個(gè)數(shù)據(jù)曲線的正常形態(tài)，所以對(duì)干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行尖峰、缺數(shù)或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理（圖11）。

圖11 2012年7月30日儀器校準(zhǔn)干擾數(shù)據(jù)與預(yù)處理數(shù)據(jù)對(duì)比曲線（單位：nT）Fig.11 Contrast curves of original and preprocessing data of instrument calibration on Jul.30，2012

2.3 施工干擾數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于磁房修繕產(chǎn)生階躍干擾，壓制了整個(gè)數(shù)據(jù)曲線的正常形態(tài)，對(duì)于這類干擾數(shù)據(jù)可采取缺數(shù)處理（圖12）。

圖12 2012年10月12日磁房修繕干擾原始數(shù)據(jù)與預(yù)處理數(shù)據(jù)對(duì)比曲線（單位：nT）Fig.12 Contrast curves of original and preprocessing data of magnetic house repair on Oct.12，2012

2.4 車輛干擾、交直流切換干擾處理

對(duì)于干擾的數(shù)據(jù)可做剔除尖峰或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理，如車輛干擾（圖13）。

圖13 車輛干擾原始數(shù)據(jù)與預(yù)處理數(shù)據(jù)對(duì)比曲線（單位：nT）Fig.13 Contrast curves of original and preprocessing data of vehicle interference

3 總結(jié)

在日常地磁觀測(cè)中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確對(duì)各種干擾的識(shí)別判定，是每位地磁觀測(cè)工作者所必須具備的能力，只有在觀測(cè)工作中相互探討相互交流，逐漸總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能為地震監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、真實(shí)、可靠的信息，更好的為防震減災(zāi)事業(yè)服務(wù)。

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