玉树 MS7.1 地震前山丹、古丰台地电场变化

140 玉树M S 7.1地震前山丹、古丰台地电场变化∗
范莹莹1) 安张辉1) 王建军1) 解 滔2) 陈军营1) 刘 君1)
1）中国地震局兰州地震研究所，甘肃 730000
2）中国地震台网中心，北京 100045
2010年4月14日青海玉树发生M S 7.1地震，本次大震及其强余震发生在青藏高原巴彦喀拉地块南的甘孜-玉树-风火山断裂带。

对于玉树地震，山丹、古丰台震中距均为740 km ，二者布极方式相同，都为NS 、EW 、NW 测向长短极距共6个测道，电极都为不极化电极，山丹台与古丰台相距217 km 。

对于同一地震，存在震中距相同的地电场台站的这种情况在以往研究中很少发现。

通过小波变换去除山丹、古丰台2009年12月至2010年5月地电场分钟值数据中周期为24 h ，12 h ，6 h 和极高频扰动成份，然后再将滤波后的
信号利用全局小波能谱法进行分析，研究上述两台在玉树M S 7.1地震发生前后，
地电场小波能谱值的变化。

用小波变换的方法改变时间-频率窗口形状可很好地解决时间分辨率和频率分辨率的矛盾，在时间和频率域都有很好的局部化性质。

对信号的低频成分，采用宽的时间窗，得到高的频率分辨率；对信号高频成分，则采用窄的时间窗，得到低的频率分辨率。

由于小波变换有多分辨率的特点，可以对各周期分量进行时间定位。

小波能谱可在时间域得到信号各频域成份随时间
的变化，通常应用振幅的平方∣W Ψ f (a,b)∣2绘制小波能谱图。

∑===1022),(1
),(N l l
b a f W N b a W 是全局小波能谱，全局小波能谱表示在
整个时间内将小波能谱对时间取平均，N 表示数据长度。

利用小波能谱法对滤波后的数据进行分析，发现山丹台
2010年2月3日开始发生能谱值缓慢间断性的增大现象，4
月7日（即震前6天）增大现象最为明显，最大增幅超过400%。

同样的，古丰台在2010年2月3日开始6个测道均发生全局
小波能谱值间断性增大的现象，玉树地震前6天能谱值达到
最大，4月14日玉树地震发生后，古丰台NS 测道长、短极
距和NW 测道长极距能谱值逐步恢复变小，但其他3个测道
能谱值仍持续增大（图1）。

山丹台和古丰台距玉树M S 7.1地震震中区距离相同，在玉树地震发生前，山丹台全局小波能谱值与古丰台小波能谱值增大开始的时间相同，特别是山丹台与古丰台NS 测道长极距全局小波能谱值的变化几乎一致。

为了能够更清楚地描述玉树地震前山丹台和古丰台地电场变化，选取2010年4月7日（震前7天）至15日上述两个台站NS 测道长极距数据，分别绘制了分钟值原始曲线以及应用小波变换滤波后曲线（图略）。

发现，在玉树地震发生前后（2010年4月7～15日），虽然山丹台和古丰台地电场强度不同，但是日变化波形及小波变换滤波后数据变化几乎一致。

利用小波变换对距离玉树M S 7.1地震震中区距离相同的山丹、古丰台地电场分钟值观测数据滤波，小波能谱法计算其滤波后的数据，发现：山丹台、古丰台在玉树M S 7.1地震前均发生全局小波能谱值同步增大的现象，二者NS 测道长极距的能谱值变化几乎一致，并且其二者原始分钟值数据及利用小波变换滤波后的数据变化也几乎一致。

初步研究认为地震孕育激发的电磁辐射是造成上述电磁异常现象的主要原因。

∗基金项目：甘肃省科技计划（145RJZA030）和国家自然科学基金（41374080）资助。

图1 玉树M S 7.1地震前后山丹、古丰台地电场 全局小波能谱图场变化曲线 All Rights Reserved.。