鐘繼茂（福建省地震局，福州 350003）

用福建連續(xù)重力資料研究臺(tái)風(fēng)“麥德姆”活動(dòng)特征

鐘繼茂
（福建省地震局，福州 350003）

1　臺(tái)風(fēng)信號(hào)頻譜特征

2014年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥德姆”在橫穿臺(tái)灣島之后，于7月23日15時(shí)30分在福建福清沿海登陸，登陸時(shí)強(qiáng)度由臺(tái)風(fēng)減弱為熱帶風(fēng)暴。為研究臺(tái)風(fēng)期間福州、廈門(mén)、漳州3個(gè)連續(xù)重力觀測(cè)臺(tái)站記錄的地脈動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和卓越頻率隨時(shí)間變化過(guò)程，編寫(xiě)了傅里葉變換Matlab程序代碼，運(yùn)行結(jié)果圖略。臺(tái)風(fēng)從趨近到遠(yuǎn)離臺(tái)站，信號(hào)強(qiáng)度從增強(qiáng)到減弱。其中福州臺(tái)記錄到臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)信號(hào)強(qiáng)度迅速減弱，之后信號(hào)又增強(qiáng)然后逐漸減弱。廈門(mén)臺(tái)和漳州臺(tái)信號(hào)卓越頻率隨時(shí)間變化特點(diǎn)相近，但與福州臺(tái)不同，可能與信號(hào)傳播路徑以及介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。由于廈門(mén)臺(tái)和漳州臺(tái)相距較近，所以，變化特點(diǎn)相近；反之，福州臺(tái)較遠(yuǎn)，變化特點(diǎn)不同。

2　卓越周期規(guī)律統(tǒng)計(jì)

為研究臺(tái)風(fēng)卓越周期與強(qiáng)度、移動(dòng)速度的關(guān)系，采用中國(guó)天氣網(wǎng)的資料和如下模型：

式中，a為待定常數(shù)，它反映了噪聲水平的影響；VD為臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度（中心風(fēng)速，m/s），V0體現(xiàn)了臺(tái)風(fēng)對(duì)卓越周期開(kāi)始產(chǎn)生影響時(shí)的中心風(fēng)速（m/s），整個(gè)第二項(xiàng)反映了臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度（中心風(fēng)速）對(duì)卓越周期的影響； Vr*cosθ為成一定角度的多普勒效應(yīng)影響項(xiàng)，其中Vr為臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度（km/h），θ為臺(tái)風(fēng)移動(dòng)方向同臺(tái)風(fēng)與臺(tái)站連線夾角，可由余弦定理確定。3個(gè)臺(tái)的擬合結(jié)果：①參數(shù)b和參數(shù)c的數(shù)值均較小，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)卓越周期較為穩(wěn)定，在3.7 s左右；②參數(shù)b在10-1數(shù)量級(jí)，參數(shù)c在10-3數(shù)量級(jí)，b要遠(yuǎn)大于c，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度對(duì)卓越周期起到了主要控制作用，多普勒效應(yīng)影響較小。

3　非潮汐信息提取研究

沿海重力觀測(cè)要受到各種干擾，如臺(tái)風(fēng)、地震、潮汐、噪聲、降雨等，由于這些干擾信號(hào)的頻帶交織在一起，用經(jīng)典的濾波器方法難以排除；而現(xiàn)代濾波器其輸入信號(hào)中有用信號(hào)和希望濾除的成分頻帶交疊。為此，我們不打算把干擾因素分為高頻的和低頻的，而分為長(zhǎng)期存在的和短期出現(xiàn)的，長(zhǎng)期存在的干擾如儀器零漂、潮汐、噪聲等，短期出現(xiàn)的干擾如地震、臺(tái)風(fēng)、降雨、前兆信號(hào)等。從福州臺(tái)、廈門(mén)臺(tái)和漳州臺(tái)在臺(tái)風(fēng)期間的原始數(shù)據(jù)和卡爾曼濾波結(jié)果可見(jiàn)，卡爾曼濾波能較好地濾除長(zhǎng)期存在的、比較有規(guī)律的干擾成分，正常情況下（沒(méi)有地震、臺(tái)風(fēng)、降雨等）濾波結(jié)果幾乎是一條直線。

4　結(jié)論

3個(gè)重力臺(tái)站都記錄到臺(tái)風(fēng)由近及遠(yuǎn)時(shí)信號(hào)強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)醯倪^(guò)程，且臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)迅速減弱，這與實(shí)際情況相符；離臺(tái)風(fēng)近的臺(tái)站記錄的信號(hào)卓越頻率高，這可能與信號(hào)傳播有關(guān)，距離近，高頻衰減少。

臺(tái)風(fēng)卓越周期與強(qiáng)度、移動(dòng)速度的關(guān)系比較復(fù)雜，但較為穩(wěn)定，在3.7 s左右。

沿海重力觀測(cè)受到的干擾可分為長(zhǎng)期存在干擾和短期出現(xiàn)干擾兩大類，卡爾曼濾波能較好地濾除長(zhǎng)期存在的、比較有規(guī)律的干擾成分。正常情況下濾波結(jié)果幾乎是一條直線。對(duì)于短期出現(xiàn)的干擾信號(hào)的排除，有待進(jìn)一步研究，但可根據(jù)地震同震響應(yīng)、臺(tái)風(fēng)報(bào)道和天氣情況等加以識(shí)別。