地磁絕對(duì)子夜均值異常識(shí)別方法研究

張素琴 楊冬梅 姚休義 高玉芬

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081）

地磁絕對(duì)子夜均值數(shù)據(jù)，即臺(tái)站地方時(shí) 00～03時(shí)期間的地磁場(chǎng)絕對(duì)數(shù)據(jù)是地球主磁場(chǎng)和地殼磁場(chǎng)變化研究中常用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該均值中基本去除了電離層電流體系的影響，但仍不可避免地存在著主磁場(chǎng)的變化和磁層磁場(chǎng)的變化，可能會(huì)存在與地震孕育有關(guān)的地殼磁場(chǎng)的變化、因臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境干擾或絕對(duì)觀測(cè)錯(cuò)誤產(chǎn)生的不可彌補(bǔ)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)以及因數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤產(chǎn)生的可修正的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。本文所指的異常數(shù)據(jù)，即是指這些可能存在的變化或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

識(shí)別地磁絕對(duì)子夜均值中的異常數(shù)據(jù)，需要將異常與地球主磁場(chǎng)和磁層磁場(chǎng)變化的影響進(jìn)行分離。地球主磁場(chǎng)變化緩慢，在數(shù)據(jù)中不存在顯著的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的情況下，對(duì)于一年之內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以通過線性去傾的方法去除主磁場(chǎng)變化的影響。磁層磁場(chǎng)的影響就要復(fù)雜一些，不但存在季節(jié)變化、27天重現(xiàn)性變化等較長(zhǎng)周期的變化，還存在短周期的磁擾事件變化和瞬態(tài)變化成分。因此，真正與本文所指的異常數(shù)據(jù)相互重疊的正常磁場(chǎng)變化數(shù)據(jù)是磁層磁場(chǎng)變化影響數(shù)據(jù)，為了提取數(shù)據(jù)中的異常，必須正確消除磁層磁場(chǎng)變化的影響。

由于磁尾電流距地球表面在數(shù)千千米以外，其在地球表面產(chǎn)生的磁場(chǎng)比較均勻，因此有望通過臺(tái)站之間的比較識(shí)別其影響。本文基于2011年全國(guó)地磁基準(zhǔn)臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了子夜均值中磁層影響的時(shí)間同步性和空間分布規(guī)律，對(duì)絕對(duì)子夜均值異常的識(shí)別方法進(jìn)行了探討。

數(shù)據(jù)分析方法和過程如下：

（1）線性去傾，去除主磁場(chǎng)變化的影響。

（2）對(duì)去傾后數(shù)據(jù)進(jìn)行27日滑動(dòng)平均，提取磁層影響中的季節(jié)變化。

（3）將去傾后的數(shù)據(jù)減去季節(jié)變化，獲得只包括27天周期變化、磁層磁場(chǎng)的瞬態(tài)變化和異常數(shù)據(jù)的殘差數(shù)據(jù)。

（4）對(duì)殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)、空間擬合、歸一化等比較分析，研究磁層影響的時(shí)空同步性和數(shù)據(jù)異常識(shí)別方法。

初步研究結(jié)果表明，D、H和Z要素分別表現(xiàn)出不同的時(shí)空分布特征，D更適宜采用歸一化方法去識(shí)別，H更適宜采用空間擬合方法去識(shí)別，Z的空間分布差異不顯著，直接進(jìn)行臺(tái)間比較即可。