重力觀測數(shù)據(jù)的“高頻震顫波”

摘?要：通過對湖州地震臺重力資料的“高頻震顫異波”統(tǒng)計(jì)分析得出，這些震顫信號中的一部分來自西太平洋的臺風(fēng);一部分出現(xiàn)在強(qiáng)地震前，并且持續(xù)時間與地震震級成正比，震級越大，持續(xù)時間越長。

關(guān)鍵詞：湖州地震臺;重力;震顫異常波

The?gravity?observation?abnormal?tremor?wave

Fang?Yanxun

Huzhou?Seismic?Station?of?Zhejiang?Earthquake?Administration?ZhejiangHuzhou?313000

Abstract：Through?the?Huzhou?Seismic?Station?gravity?data?Abnormal?tremor?wave?statistical?analysis，that?part?of?the?tremor?signal?from?the?west?Pacific?typhoon;Part?of?the?appeared?in?before?the?earthquakes，and?duration?and?earthquake?magnitude?is?proportional?to?the?magnitude，duration，the?greater?the?longer.

Keywords：Huhou?seismic?station;gravity;Abnormal?tremor?wave

關(guān)于“震前擾動”現(xiàn)象國內(nèi)外有過一些研究，廣泛出現(xiàn)在重力儀、傾斜儀、應(yīng)變儀和地震儀等多種觀測資料中（許紹燮，2006;楊義陵等，2003;張雁濱等，2002;張雁濱等，2006;趙根模等，2001）。

最早的“震前擾動”現(xiàn)象是日本的Kizawa在GS12重力儀的觀測記錄中，發(fā)現(xiàn)了?“震前重力擾動”，在一次強(qiáng)震發(fā)生的前三天，發(fā)現(xiàn)一系列的特殊脈動疊加在重力潮汐曲線上，并一直持續(xù)到強(qiáng)震發(fā)生。另外，日本的Kanamori在美國加州Pasadena地震臺寬帶地震儀的記錄中也發(fā)現(xiàn)了一次大震前數(shù)十小時的“震前擾動”現(xiàn)象。有學(xué)者報(bào)道在武漢的LacosteET20重力儀也記錄到一次大地震發(fā)生前兩天出現(xiàn)的“重力擾動”現(xiàn)象，并推測其為一種短臨異常（郝曉光等，2008;胡小剛等，2008）。也有相關(guān)文獻(xiàn)分析了，強(qiáng)臺風(fēng)形成和移動行徑過程中，觀測資料也記錄到了類似的高頻震顫波，高頻震顫波再度引起熱議和關(guān)注。湖州地震臺的重力觀測能否也記錄到類似的高頻震顫波現(xiàn)象？具體的變化特征又如何？是什么原因引起的高頻震顫波？

1?臺站及重力儀概述

湖州地震臺位于浙北的湖州市南郊。該區(qū)域?qū)俚缊錾矫}，為燕山期花崗巖體。有蘇州—湖州的北東向斷裂、長興（湖州）—屯溪北東向斷裂、及湖州—加善東西向斷裂三條斷裂交匯（方燕勛，2012）。我們所安裝的DZW微伽重力儀是我國自行研制的一種高精度重力儀。它能精確地測量出地球重力場微小的變化。是研究固體潮和地震前兆的一種重要手段。該儀器能長期連續(xù)觀測，在第一代DZW型重力儀研制的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出的第二代重力儀進(jìn)行了機(jī)電一體化。在不降低精度的前提下進(jìn)一步提高了該儀器的可靠性。該儀器安裝簡單、方便，可以更好地為地震科學(xué)和地球物理科學(xué)研究服務(wù)。

2?觀測資料與“高頻震顫波”分析

由于震顫的特殊性，暫時無法對其進(jìn)行完整具體的定義。不過其具有一定的特點(diǎn)：

頻率：震顫的頻率范圍比地震信號要低，而高于固體潮信號。

震顫源：震顫源的位置并非固定在一點(diǎn)，由于其產(chǎn)生原因可能是一系列慢事件，因此，震顫源的位置是移動的。

我們對湖州地震臺2010年8月至2012年6月的重力觀測資料進(jìn)行整理，利用濾波分析，多次發(fā)現(xiàn)在固體潮觀測曲線上存在著“異常震顫波”（表1）。

對這些震顫的異常信號，首先，我們通過與觀測環(huán)境、溫度、氣壓變化等進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果無明顯關(guān)聯(lián)，并且也排除了來自局部的干擾。而且根據(jù)表2分類歸納結(jié)果分析，“高頻震顫波”在重力觀測資料中，主要以潮汐波曲線上存在變粗的記錄特征為主。一部分“高頻震顫波”是由臺風(fēng)引起，而其余的“高頻震顫波”之后則往往有強(qiáng)地震發(fā)生。

2.1?臺風(fēng)引起的“高頻震顫波”

臺風(fēng)是圍繞低氣壓中心猛烈旋轉(zhuǎn)的熱帶大氣旋渦，其半徑約在幾十公里到上百公里以上，在熱帶氣旋區(qū)域內(nèi)，水平氣壓梯度很大，所到之處均帶來大風(fēng)和暴雨，蘊(yùn)含巨大能量。其移動速度平均約20～30km/h。當(dāng)它登陸后，受到粗糙不平的地面摩擦影響，風(fēng)力便大大減小，能量減小。我們通過對震顫信號與臺風(fēng)的運(yùn)動路徑、氣壓、風(fēng)速等因素之間的關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)震顫信號主要與臺風(fēng)運(yùn)動中心進(jìn)入中國大陸近海后與湖州的觀測點(diǎn)之間的距離，以及風(fēng)速大小這兩個因素密切關(guān)聯(lián)（圖1、圖2）（注：重力觀測數(shù)據(jù)每分鐘一個，均為未乘格值的count值，文中所有圖例均如此）。

2012年第5號強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“泰利”始于南海，向東北方向運(yùn)行，由于在近海生成，影響面較大，“泰利”中心經(jīng)過的附近海面陣風(fēng)可達(dá)12級，而沿海過程雨量可達(dá)80～150mm，局部超200mm。圖2中我們給出了2012年的第5號臺風(fēng)“泰利”整個生命過程中臺風(fēng)中心的運(yùn)動路徑到我們觀測點(diǎn)的距離變化（圖2a）、風(fēng)速變化（圖2b），以及重力觀測資料2012年6月份的高頻濾波。從圖1可知，“震顫異常波”主要集中臺風(fēng)發(fā)生中，其震顫過程、震顫強(qiáng)弱與臺風(fēng)的生命過程以及路徑變化、臺風(fēng)強(qiáng)弱過程相吻合。