用福建連續(xù)重力資料研究臺風“麥德姆”活動特征

鐘繼茂（福建省地震局，福州 350003）

用福建連續(xù)重力資料研究臺風“麥德姆”活動特征

鐘繼茂
（福建省地震局，福州 350003）

1　臺風信號頻譜特征

2014年第10號臺風“麥德姆”在橫穿臺灣島之后，于7月23日15時30分在福建福清沿海登陸，登陸時強度由臺風減弱為熱帶風暴。為研究臺風期間福州、廈門、漳州3個連續(xù)重力觀測臺站記錄的地脈動信號強度和卓越頻率隨時間變化過程，編寫了傅里葉變換Matlab程序代碼，運行結(jié)果圖略。臺風從趨近到遠離臺站，信號強度從增強到減弱。其中福州臺記錄到臺風登陸時信號強度迅速減弱，之后信號又增強然后逐漸減弱。廈門臺和漳州臺信號卓越頻率隨時間變化特點相近，但與福州臺不同，可能與信號傳播路徑以及介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。由于廈門臺和漳州臺相距較近，所以，變化特點相近；反之，福州臺較遠，變化特點不同。

2　卓越周期規(guī)律統(tǒng)計

為研究臺風卓越周期與強度、移動速度的關(guān)系，采用中國天氣網(wǎng)的資料和如下模型：

式中，a為待定常數(shù)，它反映了噪聲水平的影響；VD為臺風強度（中心風速，m/s），V0體現(xiàn)了臺風對卓越周期開始產(chǎn)生影響時的中心風速（m/s），整個第二項反映了臺風強度（中心風速）對卓越周期的影響； Vr*cosθ為成一定角度的多普勒效應影響項，其中Vr為臺風移動速度（km/h），θ為臺風移動方向同臺風與臺站連線夾角，可由余弦定理確定。3個臺的擬合結(jié)果：①參數(shù)b和參數(shù)c的數(shù)值均較小，說明臺風卓越周期較為穩(wěn)定，在3.7 s左右；②參數(shù)b在10-1數(shù)量級，參數(shù)c在10-3數(shù)量級，b要遠大于c，說明臺風強度對卓越周期起到了主要控制作用，多普勒效應影響較小。

3　非潮汐信息提取研究

沿海重力觀測要受到各種干擾，如臺風、地震、潮汐、噪聲、降雨等，由于這些干擾信號的頻帶交織在一起，用經(jīng)典的濾波器方法難以排除；而現(xiàn)代濾波器其輸入信號中有用信號和希望濾除的成分頻帶交疊。為此，我們不打算把干擾因素分為高頻的和低頻的，而分為長期存在的和短期出現(xiàn)的，長期存在的干擾如儀器零漂、潮汐、噪聲等，短期出現(xiàn)的干擾如地震、臺風、降雨、前兆信號等。從福州臺、廈門臺和漳州臺在臺風期間的原始數(shù)據(jù)和卡爾曼濾波結(jié)果可見，卡爾曼濾波能較好地濾除長期存在的、比較有規(guī)律的干擾成分，正常情況下（沒有地震、臺風、降雨等）濾波結(jié)果幾乎是一條直線。

4　結(jié)論

3個重力臺站都記錄到臺風由近及遠時信號強度由強變?nèi)醯倪^程，且臺風登陸時迅速減弱，這與實際情況相符；離臺風近的臺站記錄的信號卓越頻率高，這可能與信號傳播有關(guān)，距離近，高頻衰減少。

臺風卓越周期與強度、移動速度的關(guān)系比較復雜，但較為穩(wěn)定，在3.7 s左右。

沿海重力觀測受到的干擾可分為長期存在干擾和短期出現(xiàn)干擾兩大類，卡爾曼濾波能較好地濾除長期存在的、比較有規(guī)律的干擾成分。正常情況下濾波結(jié)果幾乎是一條直線。對于短期出現(xiàn)的干擾信號的排除，有待進一步研究，但可根據(jù)地震同震響應、臺風報道和天氣情況等加以識別。