嘉山台大地电场在数据跟踪分析中常见问题探讨

潘洁 孙亮亮 张伟峰 肖攀 李露露

摘 要：大地电场观测是地震前兆观测方法之一，由于其观测物理量所受到的干扰因素较多，通过对嘉山地震台大地电场数据跟踪分析中的典型变化形态进行识别分析，有效剔除干扰，从而为提取地震前兆信息，分析和运用地电场资料进行地震预报提供可靠依据，也为有相同观测手段的台站在数据跟踪分析中提供参考实例，对异常核实中排查地震前兆异常有一定的参考价值。

关键词：大地电场 数据跟踪分析 典型案例

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（c）-0020-04

Abstract：Geoelectric field observation is one of the methods of seismic precursor observation. Because of the large number of disturbance factors， it can provide a reliable basis for extracting seismic precursor information， analyzing and using geoelectric field data for earthquake prediction， and provide a reference example for the stations of the same observation means in data tracking analysis by identifying and analyzing the typical variation patterns of geoelectric field data in Jiashan Seismic Station. It has certain reference value to check earthquake precursor anomaly in abnormal verification.

Key Words：Earth electric field； Data tracking analysis； Typical cases

大地電场观测客观上受到干扰因素很多，如地电暴（磁暴）、地电阻率同场干扰、雷电、高压输电线等，为从事地震预报工作的人员识别前兆信息带来很大的困难。通过对嘉山台典型时段的大地电场数据跟踪处理和分析中常见案例，认识无震时大地电场的各种异常变化的特征，有效地剔除数椐干扰，从而提取出有用的前兆信息进行地震预报[1]。

1 嘉山地震台大地电场观测环境及观测仪器

嘉山地震台是离郯庐断裂带最近的台站之一，位于淮阳台隆的张公岭台与金湖凹陷之间，属下扬子地块。印支燕山期，该区受西侧郯庐断裂影响，有强烈变形，新生代该区仍表现上升，台基岩性为玄武岩[2]， 为监测断裂带的地震活动和皖东地区地震活动起着重要的作用。观测仪器采用的是中国地震局分析预报中心研制的ZD9A-2B数字化地电场仪， 采样率为6测道分钟值测。布极区内地形开阔、平坦，观测环境良好。

2 数据跟踪分析中常见案例分析

在日常的数据跟踪分析工作中，嘉山台大地电场数据曲线日变化较为清晰，具有双峰双谷，周期为1天，数据曲线异常变化主要受到地电暴（磁暴）、地电阻率同场干扰、雷电高压输电线等影响。

2.1 地电暴干扰

地电暴干扰的数据曲线变化形态一般是几个测道出现同步变化，在与周边相近台站的同一天的观测曲线做对比，也出现明显的同步性，并且数据突跳类型是反复突跳。

如图1所示，2017年3月1日11时57分至3月2日23时40分，受最大K指数为5的地电暴影响，六测项受影响变化幅度分别为73.19mV/km、186.54mV/km、183.20mV/km、73.47mV/km、188.38mV/km、184.85mV/km，数据于3月2日11时41分恢复正常，该时段三侧向日相关系数平均值分别为0.967、0.877、0.951，该时段三侧向日差值平均值分别为1.0、2.86、2.20，均属于正常变化，可以排除地球物理事件。嘉山台大地电场的测场内的电磁环境较好，确定没有其他干扰因素，所以认为是地电暴干扰导致的。

2.2 雷电干扰

雷电是一种大自然的放电现象。它的放电形式和强度取决于雷暴云电场。大气电场与地电场既相互独立、又相互影响并形成一种场电变化体系。大地电场是一个有一定变化规律的相对稳定的静态电场，与大气电场中雷暴云电场相比梯度几乎可以忽略不计，在带有大量电荷的雷暴云接近地面时，土壤电导率界面就形成带电离子和自由离子的积累，两者之间发生激烈的放电现象，从而引起电场的畸变现象[3]。从图2可以看出，2014年03月19日07：02～ 07：14南北长、北东长测道出现台阶变化，观测值明显偏离正常变化，变化幅度达到了115mV/km、81mV/km，干扰幅度约为正常日变化幅度的40多倍。其表现特征为：观测数据离散度较大，特别是在放电瞬间，引起数据变化幅度较大，有尖锐的脉冲形状，致使电场发生畸变现象。

2.3 高压输电干扰

我国的高压输电线路大多传输的是50Hz高压交流电，所以，就不可避免地在输电线路周围产生一个的电磁场，该电磁场对大地电场观测会产生一定的干扰[4]。这种干扰主要体现在观测数据曲线发生阶变， 阶变幅度很大，一般为为正常背景的几十至上百倍，并且六测道有明显的同步现象，如图3所示。

如图3所示，嘉山台大地电场六测道受影响变化幅度分别为104.00mV/km、220.30mv/km、221.32mv/km、105.69mv/km、231.83mv/km、228.09mv/km，该时段三侧向日相关系数平均值分别为0.993、0.978、0.956，该时段三侧向日差值平均值分别为0.53、1.37、1.24，均属于正常变化。该时段可以排除外仪器本身和观测区其他干扰，经分析认为是距离我测区最南端2.5km的高压直流输电导致。

3 结语

本文对嘉山地震台大地电场观测数据跟踪分析中的典型案例进行了分析，总结了影响大地电场观测数据的一些客观因素，为观测场地大致相同和使用相同观测仪器的兄弟台站提供了一定的参考依据，这有助于今后在数据跟踪分析中快速排查数据异常原因，正确判断数据、提取有用的地震前兆异常信息有一定的帮助。

参考文献

[1] 张伟峰，潘洁，赵桂宝，等.嘉山地震台大地电场观测异常干扰研究[J].国际地震动态，2015（5）：28-35.

[2] 程鑫，何康，赵桂宝，等.嘉山台地电阻率各类变化的判定与分析[J].防灾科技学院学报，2011，13（4）：30-34.

[3] 史红军.地电场观测过程中的干扰因素分析[J].东北地震研究，2009，25（2）：161-162.

[4] 胡小静，毕青，付红.大地电场观测中干扰变化的特征分析[J].地震，2017（4）：98-100.