潘潔 孫亮亮 張偉峰 肖攀 李露露

摘 要：大地電場(chǎng)觀測(cè)是地震前兆觀測(cè)方法之一，由于其觀測(cè)物理量所受到的干擾因素較多，通過對(duì)嘉山地震臺(tái)大地電場(chǎng)數(shù)據(jù)跟蹤分析中的典型變化形態(tài)進(jìn)行識(shí)別分析，有效剔除干擾，從而為提取地震前兆信息，分析和運(yùn)用地電場(chǎng)資料進(jìn)行地震預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)，也為有相同觀測(cè)手段的臺(tái)站在數(shù)據(jù)跟蹤分析中提供參考實(shí)例，對(duì)異常核實(shí)中排查地震前兆異常有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大地電場(chǎng) 數(shù)據(jù)跟蹤分析 典型案例

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（c）-0020-04

Abstract：Geoelectric field observation is one of the methods of seismic precursor observation. Because of the large number of disturbance factors， it can provide a reliable basis for extracting seismic precursor information， analyzing and using geoelectric field data for earthquake prediction， and provide a reference example for the stations of the same observation means in data tracking analysis by identifying and analyzing the typical variation patterns of geoelectric field data in Jiashan Seismic Station. It has certain reference value to check earthquake precursor anomaly in abnormal verification.

Key Words：Earth electric field； Data tracking analysis； Typical cases

大地電場(chǎng)觀測(cè)客觀上受到干擾因素很多，如地電暴（磁暴）、地電阻率同場(chǎng)干擾、雷電、高壓輸電線等，為從事地震預(yù)報(bào)工作的人員識(shí)別前兆信息帶來很大的困難。通過對(duì)嘉山臺(tái)典型時(shí)段的大地電場(chǎng)數(shù)據(jù)跟蹤處理和分析中常見案例，認(rèn)識(shí)無震時(shí)大地電場(chǎng)的各種異常變化的特征，有效地剔除數(shù)椐干擾，從而提取出有用的前兆信息進(jìn)行地震預(yù)報(bào)[1]。

1 嘉山地震臺(tái)大地電場(chǎng)觀測(cè)環(huán)境及觀測(cè)儀器

嘉山地震臺(tái)是離郯廬斷裂帶最近的臺(tái)站之一，位于淮陽臺(tái)隆的張公嶺臺(tái)與金湖凹陷之間，屬下?lián)P子地塊。印支燕山期，該區(qū)受西側(cè)郯廬斷裂影響，有強(qiáng)烈變形，新生代該區(qū)仍表現(xiàn)上升，臺(tái)基巖性為玄武巖[2]， 為監(jiān)測(cè)斷裂帶的地震活動(dòng)和皖東地區(qū)地震活動(dòng)起著重要的作用。觀測(cè)儀器采用的是中國(guó)地震局分析預(yù)報(bào)中心研制的ZD9A-2B數(shù)字化地電場(chǎng)儀， 采樣率為6測(cè)道分鐘值測(cè)。布極區(qū)內(nèi)地形開闊、平坦，觀測(cè)環(huán)境良好。

2 數(shù)據(jù)跟蹤分析中常見案例分析

在日常的數(shù)據(jù)跟蹤分析工作中，嘉山臺(tái)大地電場(chǎng)數(shù)據(jù)曲線日變化較為清晰，具有雙峰雙谷，周期為1天，數(shù)據(jù)曲線異常變化主要受到地電暴（磁暴）、地電阻率同場(chǎng)干擾、雷電高壓輸電線等影響。

2.1 地電暴干擾

地電暴干擾的數(shù)據(jù)曲線變化形態(tài)一般是幾個(gè)測(cè)道出現(xiàn)同步變化，在與周邊相近臺(tái)站的同一天的觀測(cè)曲線做對(duì)比，也出現(xiàn)明顯的同步性，并且數(shù)據(jù)突跳類型是反復(fù)突跳。

如圖1所示，2017年3月1日11時(shí)57分至3月2日23時(shí)40分，受最大K指數(shù)為5的地電暴影響，六測(cè)項(xiàng)受影響變化幅度分別為73.19mV/km、186.54mV/km、183.20mV/km、73.47mV/km、188.38mV/km、184.85mV/km，數(shù)據(jù)于3月2日11時(shí)41分恢復(fù)正常，該時(shí)段三側(cè)向日相關(guān)系數(shù)平均值分別為0.967、0.877、0.951，該時(shí)段三側(cè)向日差值平均值分別為1.0、2.86、2.20，均屬于正常變化，可以排除地球物理事件。嘉山臺(tái)大地電場(chǎng)的測(cè)場(chǎng)內(nèi)的電磁環(huán)境較好，確定沒有其他干擾因素，所以認(rèn)為是地電暴干擾導(dǎo)致的。

2.2 雷電干擾

雷電是一種大自然的放電現(xiàn)象。它的放電形式和強(qiáng)度取決于雷暴云電場(chǎng)。大氣電場(chǎng)與地電場(chǎng)既相互獨(dú)立、又相互影響并形成一種場(chǎng)電變化體系。大地電場(chǎng)是一個(gè)有一定變化規(guī)律的相對(duì)穩(wěn)定的靜態(tài)電場(chǎng)，與大氣電場(chǎng)中雷暴云電場(chǎng)相比梯度幾乎可以忽略不計(jì)，在帶有大量電荷的雷暴云接近地面時(shí)，土壤電導(dǎo)率界面就形成帶電離子和自由離子的積累，兩者之間發(fā)生激烈的放電現(xiàn)象，從而引起電場(chǎng)的畸變現(xiàn)象[3]。從圖2可以看出，2014年03月19日07：02～ 07：14南北長(zhǎng)、北東長(zhǎng)測(cè)道出現(xiàn)臺(tái)階變化，觀測(cè)值明顯偏離正常變化，變化幅度達(dá)到了115mV/km、81mV/km，干擾幅度約為正常日變化幅度的40多倍。其表現(xiàn)特征為：觀測(cè)數(shù)據(jù)離散度較大，特別是在放電瞬間，引起數(shù)據(jù)變化幅度較大，有尖銳的脈沖形狀，致使電場(chǎng)發(fā)生畸變現(xiàn)象。

2.3 高壓輸電干擾

我國(guó)的高壓輸電線路大多傳輸?shù)氖?0Hz高壓交流電，所以，就不可避免地在輸電線路周圍產(chǎn)生一個(gè)的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)對(duì)大地電場(chǎng)觀測(cè)會(huì)產(chǎn)生一定的干擾[4]。這種干擾主要體現(xiàn)在觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線發(fā)生階變， 階變幅度很大，一般為為正常背景的幾十至上百倍，并且六測(cè)道有明顯的同步現(xiàn)象，如圖3所示。

如圖3所示，嘉山臺(tái)大地電場(chǎng)六測(cè)道受影響變化幅度分別為104.00mV/km、220.30mv/km、221.32mv/km、105.69mv/km、231.83mv/km、228.09mv/km，該時(shí)段三側(cè)向日相關(guān)系數(shù)平均值分別為0.993、0.978、0.956，該時(shí)段三側(cè)向日差值平均值分別為0.53、1.37、1.24，均屬于正常變化。該時(shí)段可以排除外儀器本身和觀測(cè)區(qū)其他干擾，經(jīng)分析認(rèn)為是距離我測(cè)區(qū)最南端2.5km的高壓直流輸電導(dǎo)致。

3 結(jié)語

本文對(duì)嘉山地震臺(tái)大地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析中的典型案例進(jìn)行了分析，總結(jié)了影響大地電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的一些客觀因素，為觀測(cè)場(chǎng)地大致相同和使用相同觀測(cè)儀器的兄弟臺(tái)站提供了一定的參考依據(jù)，這有助于今后在數(shù)據(jù)跟蹤分析中快速排查數(shù)據(jù)異常原因，正確判斷數(shù)據(jù)、提取有用的地震前兆異常信息有一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 張偉峰，潘潔，趙桂寶，等.嘉山地震臺(tái)大地電場(chǎng)觀測(cè)異常干擾研究[J].國(guó)際地震動(dòng)態(tài)，2015（5）：28-35.

[2] 程鑫，何康，趙桂寶，等.嘉山臺(tái)地電阻率各類變化的判定與分析[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，13（4）：30-34.

[3] 史紅軍.地電場(chǎng)觀測(cè)過程中的干擾因素分析[J].東北地震研究，2009，25（2）：161-162.

[4] 胡小靜，畢青，付紅.大地電場(chǎng)觀測(cè)中干擾變化的特征分析[J].地震，2017（4）：98-100.