地震是重大自然灾害之一,全球范围内破坏性的强震几乎每年发生,往往造成极大的生命和财产损失。成功的地震预测无疑可以很大程度地降低地震灾害的损失。然而地震预测仍是一个地球科学难题,短临预测尤其如此。地震预测是与地震前兆观测密切相关的,观测要提供可信的确实与地震相关的信号是基本前提。地震电磁辐射被认为是最有希望的地震短临前兆,然而地震电磁辐射观测处于复杂的地球电磁环境中,各种干扰甚至位于优势地位,因此提取确实与地震相关的电磁信号是当前地震电磁辐射观测研究面临的关键问题之一。本项目在两个地震活动区布设观测台网,通过宽频带和组网同步观测的新方法,综合利用辐射源的位置、辐射信号特征与次声和气压辅助观测等信息,进行地震电磁辐射信号的辨识研究,以期获得可靠的观测资料,进而研究其与地震的相关关系。可靠的地震电磁辐射观测资料,对于了解地震电磁辐射机制和进行地震预测研究具有重要价值。
seismo-electromagnetic radiation;broad band;instrument;observation;signal identification
本项目利用自主研制生产的宽频带地震电磁辐射探测系统在地震多发地区(云南)布设了由6个台站组成的观测台网进行了为期约2年半的长期观测,获得了大量宽频带电磁辐射观测资料。利用观测资料进行了电磁辐射信号辨识研究,同时辐射源定位方法进行了比较研究。结果表明,宽频带观测能够获得更加清晰的波形细节信息和同源信号到达不同台站的到时差,对于电磁辐射信号的具体辨识具有现实意义。对地震事件前的观测数据分析表明,震前可能存在低频电磁扰动,目前常规地震电磁辐射观测采取低频段具有一定的合理性,不过由于雷电等电磁干扰源具有很宽的频带范围,仍有必要结合宽频带观测以便能够更可靠地区分信号源。在本项目资助下,宽频带地震电磁辐射探测系统完成了从原理样机到工程样机的转化,经历了较长期的观测实践,为进一步完善和推广应用打下了基础。地震预测是与地震前兆观测密切相关的,确定性地震前兆的认识和获得是其中的难点之一。地震电磁辐射被认为是最有希望的地震短临前兆之一,然而地震电磁辐射观测处于复杂的地球电磁环境中,各种干扰甚至位于优势地位,因此提取确实与地震相关的电磁信号是当前地震电磁辐射观测研究面临的关键问题之一。研究表明,地震电磁辐射可能具有很宽的频带,而不同特征的宽频脉冲信号在限带观测情况下获得的波形非常相似,难以区分,且与原波形有较大差别。地震与雷电或其它干扰因素属于不同的物理过程,其产生的地磁辐射信号在特征和传播途径上很大可能不同。因此,如果利用宽频带观测并综合利用辐射源的位置、辐射信号特征与其它辅助观测手段等多重信息来进行地震电磁辐射信号的辨识,有望获得更可靠的观测资料。本项目进行了地震电磁辐射宽频带观测和研究的有益尝试,提供了一种新的地震电磁辐射观测和研究手段。