前驱波检测及其在地震预报中的价值.DOC

前驱波检测及其在地震预测中的应用 张宇翔1） 刘华强2） 郑佳宁3） 晋琅3） 1）中国西安 710068 陕西省地震局 西安 7100西北工业大学测控研究所 西安 710071 西安电子科技大学学院 提取前驱波信号与实际地震进行比对分析，结果表明1993）。自1974年日本人金森博雄（Kanamori）等提出“前驱波”的概念后，许多地震工作者对前驱波展开了研究与讨论，但到目前为止，其产生机制还有争议严格确切的定义。尽管这些研究所举震例各有不同，但对前驱波的时空分布特征却大致达成共识：1）一般在震前7天至发震前出现，震前三天内出现多；2）中强震前的信号记录更为明显震级越大有效观测距离越长；）周期较长，一般超过100s。 作者简介：张宇翔（1963～），男，陕西乾县人，高级工程师，主要从事地震监测与研究工作 本文收收日期：2012-09-03 传感器（图1），采用独创的液体悬浮原理及所研制的地震检波传感器，针对性地研制出地震前驱波检波器测试系统，其性能参数如下： （a）原理示意图地震检波器图1 液体悬浮式超低频地震检波器 图2Figure 1 An ultra-low frequency liquid Figure 2 EXI-3000 dynamic precursor wave suspension geophone collection instrument 1） 量程：±2g 4） 分辨率：1g 2） 测量频率范围：0.001~400Hz 5） 输出： RS485 3） 位移范围：25cm 6） 工作温度：-10℃～50℃ 高灵敏度超低频宽频带三轴地震长周期信号传感器的创新研制，为前驱波检测提供了 可靠技术保障，液体悬浮实现超低频原理是，当重力与浮力几乎相等时处于悬浮状态，这时运动部件的恢复力接近零，固有瓶频率也接近零，因此可以实现超低频振动测量；液体悬浮实现大位移的原理是，当液体受到惯性运动时可以在结构中循环流动，这样就可以测量远远大于传感器结构尺寸的超低频位移。液体悬浮式传感器使用一种导电的液体来敏感判断非常细微缓慢的波动状态，将机械波信号转换为三个方向的电信号输出。该传感器不受电磁信号的干扰，极大提高了记录信号的带宽和信噪比。同时进一步研制了EXI-3000 动态信号采集仪（图2）和MTROL-1.0信号分析处理软件，为本研究打下了可靠的设备技术基础。 1.2 记录装置的地理分布 为记录不同方位发生地震之前的前驱波，将上述传感器采集装置分别放置于陕西省境内的子午、乾陵、楼观三个测震台站进行前驱波信号采集，记录装置的地理分布参见图3。乾 图3 三个测试地点的地理分布 Figure 3 The geographic distribution of the three test sites 陵台距离子午台82.1公里，子午台距离楼观台57.3公里，楼观台距离乾陵台44.5公里。 记录时间范围从2010年5月25日到2011年5月31日止，总共采集了372天的数据，但因为仪器故障，部分时间只采集到单个地点或两个地点的数据，如果将单个地点记录的单通道数据去除掉，剩余283天记录到有效数据，每一天的数据包括两个或三个地点采集到的二个或三个通道的数据。 在正常状态下，记录波动信号且其后多天并无地震发生，该波动信号中也没有地震前驱波出现，图4（a）为其信号记录界面；如果记录到前驱波，其波形振幅明显加大，图4（b）显示了这种情况的信号记录界面。图4中左上方是记录通道，左下方是单通道信号的频谱，右上方是记录的信号波形，右下方是单通道信号的时频分布。 （a）后续无地震发生的正常状态 （b）标示后续可能有地震发生的异常状态 图4 不同信号状态下的记录界面 Figure 4 The recording interfaces under different signal states 2 研究方法 采集到的数据中，多数为正常数据，其值在0.3-0.6×10-3g，部分天数采集到的信号波形在平稳之后出现大幅度波动，出现明显的畸变，当波动幅度超过正常值的5倍左右即2.5×10-3g时，即把这种波形认为是地震前驱波，或异常波。 采