江蘇寶應(yīng)4.9級(jí)地震前地磁極值時(shí)間異常分析

朱培育，何宇飛，趙俊香，畢　波，倪友忠，朱佳苗

(1.上海市地震局，上?！?00062；2.中國地震局地球物理研究所，北京　100081)

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·地震活動(dòng)性·

江蘇寶應(yīng)4.9級(jí)地震前地磁極值時(shí)間異常分析

朱培育1，何宇飛2，趙俊香1，畢波1，倪友忠1，朱佳苗1

(1.上海市地震局，上海200062；2.中國地震局地球物理研究所，北京100081)

摘要：用四分位法計(jì)算得到江蘇寶應(yīng)4.9級(jí)地震前30天內(nèi)全國各臺(tái)站的地磁極值時(shí)間離中差，按比例繪制成圖，發(fā)現(xiàn)有10幅圖像呈現(xiàn)異常，異常分布的界線交于震中附近。研究結(jié)果表明，地磁極值時(shí)間出現(xiàn)的異常變化與孕震過程存在聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：地磁極值時(shí)間；離中差法；江蘇寶應(yīng)地震

0引言

1981年，丁鑒海等在《青海6.8級(jí)地震的地磁異?！芬晃闹惺状翁岢龅忘c(diǎn)位移異常平面圖法，1991年在《地磁“低點(diǎn)位移”預(yù)報(bào)地震方法的研究》一文中對(duì)該方法進(jìn)行了詳細(xì)說明。低點(diǎn)位移法是利用變化磁場(chǎng)垂直分量日變極小值出現(xiàn)的時(shí)間在空間上分布的異常狀態(tài)預(yù)報(bào)地震的一種方法。從國內(nèi)文獻(xiàn)看，這種方法在后來的地震預(yù)測(cè)實(shí)踐中得到了較為廣泛的應(yīng)用并取得了一些成功案例，證明地磁極值時(shí)間異常與地震確實(shí)存在一定的聯(lián)系[1]。

隨著地磁數(shù)字化臺(tái)網(wǎng)的建成，地磁數(shù)據(jù)的使用變得方便快捷，何宇飛、楊冬梅等[2]適時(shí)引入了四分位法用以地磁極值時(shí)間的分析(下文將應(yīng)用四分法提取地磁極值時(shí)間異常的方法簡(jiǎn)稱為離中差法)，而且將分析范圍擴(kuò)展為垂直和總強(qiáng)兩個(gè)分量的全部極值時(shí)間。筆者使用他們?cè)O(shè)計(jì)編寫的專用繪圖軟件，繪制江蘇寶應(yīng)4.9級(jí)地震前一個(gè)月內(nèi)的全國所有臺(tái)站的地磁極值時(shí)間離中差的空間分布圖，從中發(fā)現(xiàn)存在可能與地震相關(guān)的異常。

1離中差法簡(jiǎn)介

地磁日變化有三個(gè)極值，分別為早高、低值和晚高。離中差提取震前異常的基本方法是先將各臺(tái)站極值時(shí)間歸算為北京時(shí)間，然后每個(gè)臺(tái)站各自以月為單位計(jì)算IQR(四分位距)和月中值，計(jì)算方法如圖1所示。以早高為例，將某一臺(tái)站當(dāng)月所有早高時(shí)間排序后，抽取位序中四分之三和四分之一處的時(shí)間相減取得IQR，位序最中間的值則為月中值，每一天的值與月中值的差值為離中差。

圖1四分位差法示意圖
Fig.1Sketch map of quartile method

在繪制的離中差空間分布圖中，以空心圓表示1.5×IQR，實(shí)心圓表離中差，當(dāng)日值晚于月中值的用紅色繪制，早于月中值的用藍(lán)色繪制。

2寶應(yīng)地震前的異常分布

2012年7月20日20時(shí)11分，江蘇省揚(yáng)州市高郵市、寶應(yīng)縣交界處(北緯33.04°，東經(jīng)119.57°)發(fā)生4.9級(jí)地震，震源深度5 km。江蘇全省普遍有感，長(zhǎng)江三角州地區(qū)大面積有感。

因?yàn)榈卮艠O值出現(xiàn)的時(shí)間主要與太陽相對(duì)于觀測(cè)點(diǎn)位置有關(guān)，是一個(gè)非常有規(guī)律的變化。正常情況下每一天的離中差空間分布圖呈現(xiàn)的應(yīng)該是一個(gè)圓點(diǎn)大小均勻，顏色基本一致的狀態(tài)，但寶應(yīng)地震前30天內(nèi)的180幅離中差空間分布圖中，僅有10幅圖件呈現(xiàn)與震中位置相關(guān)的非正常分布形態(tài)。這些異常圖件的對(duì)應(yīng)日期分別是6月份的29日和7月份的2、14、15、16、17和19日，除2天距發(fā)震時(shí)刻超過一周外，其余均在一周以內(nèi)。按分量和極值名稱細(xì)分，F(xiàn)分量的早高、低值、晚高分別是3幅、1幅和2幅，Z分量的早高和晚高則均是2幅。

圖面呈現(xiàn)的異常分布主要有邊界異常分布和區(qū)域異常分布兩種。邊界異常是指沿某一分界線兩邊非常整齊的呈現(xiàn)不同色的現(xiàn)象；區(qū)域異常是指某一個(gè)片區(qū)與周圍呈現(xiàn)不同的色彩。2012年7月17日Z分量早高離中差分布呈現(xiàn)的就是邊界異常(見圖2)，而2012年7月19日F分量晚高離中差的分布呈現(xiàn)的是區(qū)域異常形態(tài)(見圖3)。

圖2　2012年7月17日Z分量早高離中差分布Fig.2　Median deviation distribution of early peak of Z component on July 17, 2012

圖3　2012年7月19日F分量晚高離中差分布Fig.3　Median deviation distribution of late peak of F component on July 19, 2012

如前所述，與震中位置相關(guān)的異常圖件共有10幅，將這些圖件呈現(xiàn)異常的邊界逐一描畫下來，這些描畫出的線條重疊后，可以清楚地看到震中就在線條密集交匯區(qū)域附近。實(shí)際上，就圖形看還有另一種可能，那就是震中就在線條圍成的區(qū)域里，但因震中東邊距海洋較近，那里沒有臺(tái)站，所以真實(shí)情況尚不清楚。圖4所示為震前異常邊界交匯結(jié)果，圖中五角星標(biāo)示震中位置。

圖4　震前30天地磁極值時(shí)間離中差異常邊界交匯圖Fig.4　Intersection of anomalous boundary of median deviation of geomagnetic extremum time 30 days before the earthquake

3總結(jié)

回溯可見，寶應(yīng)4.9級(jí)地震發(fā)生前地磁極值時(shí)間離中差的空間分布存在異常，這些異常大多集中在震前一周內(nèi)，震中在邊界異常的交匯密集區(qū)，大致位于區(qū)域異常范圍的中心。震后3個(gè)月的分布圖中未發(fā)現(xiàn)該震區(qū)有區(qū)域型異常重現(xiàn)，經(jīng)此區(qū)域的邊界型異常偶有發(fā)生，但發(fā)生的極值時(shí)間、參數(shù)類型和時(shí)間都非常離散，不具備多參數(shù)同時(shí)呈現(xiàn)和短期內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)等構(gòu)成異常事件的基本條件。

這個(gè)震例的回溯結(jié)果是地磁極值時(shí)間出現(xiàn)的異常變化與孕震過程存在聯(lián)系的又一例證，印證了震前地磁垂直分量日變化異常主要表現(xiàn)在幅度和相位上變化的論點(diǎn)，并將該論點(diǎn)延伸擴(kuò)展到Z和F分量的全部極值時(shí)間參數(shù)。同時(shí)，這個(gè)震例也展現(xiàn)了離中差法的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁鑒海，黃雪香，張淑蘭，等.地磁“低點(diǎn)位移”預(yù)報(bào)地震方法的研究[J].地震，1991(3)：50-58.

[2]何宇飛，楊冬梅，朱榮，等.四分位法在地磁日變化觀測(cè)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2011(1)：67-72.

文章編號(hào)：1000-6265(2016)02-0035-03

收稿日期：2016-01-05

基金項(xiàng)目：中國地震局三結(jié)合課題(14090X)。

第一作者簡(jiǎn)介：朱培育(1976—)，男，上海市人。2010年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)，工程師。

中圖分類號(hào)：P318.6+2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Geomagnetic Extremum Time Anomaly before Baoying 4.9 Earthquake in Jiangsu

ZHU Pei-yu1, HE Yu-fei2, ZHAO Jun-xiang1, BI Bo1, NI You-zhong1, ZHU Jia-miao1

(1.Earthquake Administration of Shanghai Municipality, Shanghai 200062, China; 2.Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China)

Abstract:Median deviations of geomagnetic extremum time of nationwide stations within 30 days before Jiangsu Baoying 4.9 Earthquake are calculated by quartile method. The values are painted in proportion and there are 10 images showing anomalies. The boundary of abnormal is distributed near to the epicenter. The results show that the anomalous variations of geomagnetic extremum time are associated with seismogenic process.

Key words:Geomagnetic extremum time; Median deviation method; Baoying 4.9 Earthquake in Jiangsu