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0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风"森拉克"和"黑格比"激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式:(1)近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;(2)台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现:第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响. 相似文献
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西准噶尔是我国大陆远离海岸带最远的地区.利用频率域聚束(或称f-κ分析)方法对布设在西准噶尔地区的两个不同尺度的三分量宽频地震台阵61天和31天的连续记录分别进行了低、高频背景噪声源分析.通过台阵响应函数的计算,确定了分析背景噪声源的最佳频带范围分别为0.04~0.1 Hz和0.5~3 Hz.对于低频背景噪声,分析了初次地脉动的震源,结果说明西准噶尔大尺度台阵(WJLA)在观测时间范围内可以接收到来自亚欧大陆周边几个海洋活动强烈的海岸带的背景噪声,尤其以来自北太平洋西海岸带和北大西洋东海岸带的信号最强.通过分析由两个强温带气旋引起的北大西洋的海浪剧烈运动产生的地脉动信号,证明了这两个强温带气旋与北大西洋东海岸带相互作用的区域有所不同,并发现了当这两个强温带气旋结束后,该海域依然会在较长的一段时间内保持活跃状态.对于高频背景噪声,在1~2.5 Hz频带范围内有一个持续而稳定的噪声源,来自于西准噶尔小尺度台阵(WJSA)中心北偏东60°方向,主要由克拉玛依市区及附近的人类活动产生;除此之外,在较低频段有时还会在270°~300°方位产生一个能量相对更强的噪声源,其信号传播速度更快,分析认为该类震源为测区西北部的多个矿山的采矿活动.本项实验研究证明:即使在远离海岸带的我国西北部地区,背景噪声仍具有足够强的信号,但噪声来源存在强烈的方向性,因此在该地区利用背景噪声对地球内部进行成像时,需要考虑噪声源方位特性对成像的影响. 相似文献
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低频背景噪声是地震数据的重要组成部分，在地下介质成像和地质构造探测等研究中发挥重要作用。区域性背景噪声研究不仅会得出该区域背景噪声特性，还可以针对地域性特征进行更适合的应用。辽宁地区低频背景噪声对本区域背景噪声研究有重要意义，基于辽宁省6个台站连续多年的宽频带地震背景噪声数据，利用地震计观测的位移值研究辽宁地区低频背景噪声特征，并采用数学函数模型构建了辽宁地区低频背景噪声模型。通过计算背景噪声位移分析发现，辽宁地区低频背景噪声（1 Hz以下）具有明显季节性变化，通常在冬季达到最大值，在夏季达到最小值。基于三角函数关系拟合得到辽宁地区背景噪声年变公式，建立辽宁地区低频背景噪声模型，并采用ADF法验证了该模型可靠性。 相似文献
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Rayleigh面波地震背景噪声成像技术已被成功运用到全球范围不同尺度的地球内部结构的研究中,并以背景噪声场是时空均匀分布为前提假设.然而真实的噪声源分布的时空非均匀性将导致经验格林函数提取存在偏差,最终影响噪声成像结果的精准性.近年来,噪声源分布特征研究逐步成为提高噪声成像精准度、深化地震背景噪声成像的关键问题.本文利用频率-波束域分析法对中国西北地区的一个大孔径台阵(WuTan Array,简称WTA)在2014全年的垂直分量连续记录做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪声源分布特征.结果显示:WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围的来自于全球不同方位的Rayleigh波噪声信号,其源区分布具有明显的季节变化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季则转为印度洋方位噪声信号最强.此外,Rayleigh波噪声源区空间分布还表现出一定的频率依赖性,即在较低频段(0.0488～0.0635Hz)在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四个方位均有分布;而在频率较高频段(0.0928～0.1025Hz)则集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪声源时空分布特征和频率依赖性与海洋活动本身的季节性变化和频谱特征有关.并初步推测本文所观测到的Rayleigh波是由加剧的海浪运动直接作用于海岸、大陆架或海底而激发产生的第一类地脉动噪声信号. 相似文献
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随着ChinArray等大型地震观测项目逐渐推进，一些台站不得不安装在软土层等较高背景噪声区域，研究这些区域中不同类型地震仪在不同安装方法之间的背景噪声水平差异，对于提高观测数据质量、选取观测仪器类型、研制地震仪器等问题具有重要意义.本文在北京通州西集地震台，通过一系列比测实验研究了宽频带地震仪在不同安装深度、安装方式以及保温隔离防护方式下的安装效果差异，结果表明：在0.05～1 Hz的海浪脉动噪声频段附近，所有参与比测地震仪的三个分量背景噪声水平均高度一致，符合远场海浪脉动信号的特点；在低于0.05 Hz的低频段范围，背景噪声主要和地震计附近的温度变化及气流扰动环境相关，增加安装深度和采取保温隔离防护措施效果类似，其中垂直向对保温隔离防护措施更为敏感，比如1～2 m深度安装的地震计在妥善进行保温隔离措施后可获得和283 m井下地震计类似噪声水平，水平向由于存在地倾斜噪声，当大幅度增加安装深度时仍可有效降低噪声水平；在高于1 Hz的高频段范围，背景噪声衰减和地下介质岩性相关，软土层地区地下10 m以内随安装深度增加背景噪声水平衰减非常有限.另外，我们还研究了宽频带、短周期、节点式等不同... 相似文献
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使用中国地震台网888个宽频带地震台站2010年1月至2011年6月记录的连续波形垂直向分量, 进行了中国大陆背景噪声强度时空分布研究, 得到了中国大陆周期为10 s的背景噪声强度的时空分布图像。 背景噪声强度的时间分布具有一定的季节性和周期性变化特征, 研究表明2011年1~3月间的背景噪声强度最高。 背景噪声强度空间分布显示, 中国大陆背景噪声强度呈现明显的分区特性, 其分布与地质结构无明显相关性, 表明背景噪声场的强度高于场地效应。 其中, 东南沿海地区的背景噪声强度最大, 向内陆地区逐渐衰减, 至青藏高原地区背景噪声强度减至最小。 这种方向性的强度分布很可能与菲律宾和太平洋的潮汐等因素有关, 受印度洋的影响不大; 而到新疆地区, 背景噪声的强度又有一定程度增加, 表明这一地区的背景噪声主要不是来源于中国东南海域, 而是来自于欧亚大陆内部。 本研究得到的背景噪声强度可以为多个地区的微震强度提供基础数据资料, 也可以为背景噪声互相关的地震学研究提供参考。 更为重要的是, 还可以为基于背景噪声提取面波衰减研究提供基础数据, 进而实现从背景噪声中提取面波衰减。 相似文献
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应用背景噪声互相关信息研究强震前后地下介质波速变化时,噪声源的方位性特征会影响互相关函数形态,从而对波速变化有效估计造成影响。本文使用2013年芦山MS7.0地震震源区附近的天全台(TQU)2013年全年的连续波形记录,计算其垂直分量的噪声功率谱概率密度函数,分析背景噪声源能量强度特征;并通过频域极化法计算噪声源极化率以及极化方位角的概率密度函数,研究噪声源的极性特征。结果表明,研究区小于0.05Hz的长周期噪声源种类较多,且具有噪声能量强度和极化程度较高、极化方位性明显的特点;第一类地脉动(0.05～0.1Hz)极化方位角为30°和210°,噪声能量较低;第二类地脉动(0.1～0.5Hz)极化方位角分布在150°～210°,噪声能量较高,且其能量强度具有季节性变化特征;大于1Hz的高频噪声主要来自人类活动,噪声能量水平受人类活动强弱影响明显。因此,即使在远离海洋的大陆地区,在利用背景噪声监测局部波速变化时,应注意噪声强度以及噪声源方向性变化的影响。 相似文献
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通过地震海洋学联合调查航次，获得了同时采集的高分辨率多道地震数据与水文数据（XBT）联合调查数据.通过针对性处理获得了清晰的海洋水体反射地震剖面，捕捉到南海东北部次表层涡旋，证明了该调查方法的有效性.利用背景场约束反演方法得到海水的波阻抗、声速、密度、温度和盐度剖面，揭示了涡旋具有相对低速、高密、低温与高盐特征.处理和反演结果表明，在浅部和部分噪声较强和无约束反演区域，结果误差较大，可靠性较低.调查结果说明，获得较高信噪比的原始高分辨率地震资料采集技术方法、联合约束数据的获取、针对性的特殊处理方法和有效的反演方法是地震海洋学资料有效分析利用的重要保证. 相似文献
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本文报道一种构建宽频带高分辨率超导重力仪（SG）的方法.与已商业化的GWR超导重力仪类似，新型超导重力仪同样使用磁悬浮超导检验质量来构建弹簧振子结构，不同的是弹簧振子的固有频率更高，可以有效覆盖地脉动频带.同时，利用基于超导量子干涉器件（SQUID）的位移传感技术，大幅提高了位移传感灵敏度，以保证仪器在测量带宽扩展之后仍具有与GWR仪器相当的测量分辨率，从而实现对时变重力信号与地球背景噪声信号的同时高分辨观测.宽频带超导重力仪核心部件垂向超导加速度计（VSA）的设计、组装和初步测试已经完成.结果表明，加速度计的噪声本底为8 μGal/Hz1/2@0.1 Hz，实现了对地脉动信号的高分辨率测量.而为了将仪器噪声本底降低到GWR仪器水平，加速度计的固有频率需要进一步减小，该部分参数优化工作正在进行.本文将对垂向超导加速度计的工作原理、结构和测试结果进行详细介绍. 相似文献
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The temporal and spatial distributions of Antarctic sea ice play important roles in both the generation mechanisms and the signal characteristics of microseisms. This link paves the way for seismological investigations of Antarctic sea ice. Here we present an overview of the current state of seismological research about microseisms on Antarctic sea ice. We first briefly review satellite remote-sensing observations of Antarctic sea ice over the past 50 years. We then systematically expound upon the generation mechanisms and source distribution of microseisms in relation to seismic noise investigations of sea ice, and the characteristics of Antarctic microseisms and relationship with sea ice variations are further analyzed. We also analyze the continuous data recorded at seismic station BEAR in West Antarctica from 2011 to 2018 and compare the microseism observations with the corresponding satellite remote-sensing observations of Antarctic sea ice. Our results show that:(1) the microseisms from the coastal regions of West Antarctica exhibit clear seasonal variations, SFM with maximum intensities every April-May and minimum intensities around every October-November; while DFM intensities peak every February-March, and reach the minimum around every October. Comparatively, the strong seasonal periodicity of Antarctic sea ice in better agreement with the observed DFM; and (2) microseism decay is not synchronous with sea ice expansion since the microseism intensity is also linked to the source location, source intensity (e.g., ocean storms, ocean wave field), and other factors. Finally, we discuss the effect of Southern Annular Mode on Antarctic sea ice and microseisms, as well as the current limitations and potential of employing seismological investigations to elucidate Antarctic sea ice variations and climate change. 相似文献
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近岸海浪是影响近岸水域环境状态的重要环节.海洋近岸波的波动性质和变化规律的研究对于海岸防护、近岸航运、军事活动等具有重要意义.感应磁场波动可为探测海洋近岸波的非线性过程提供一种有效手段.本文首次对海洋近岸波引起的感应磁场进行了频谱指数分析,获得了能量注入和耗散过程对应的谱段.2016年5月15日—6月30日在昌黎海岸(东经119.3,北纬39.7°)利用KDM-2型磁通门磁力仪对海洋近岸波引起的磁场变化进行了测量,数据分辨率为0.01 nT/(HZ)~(1/2),时间采样率为1 Hz和128 Hz.观测数据显示,在距海岸线2 m远处,清晰地观测到了海洋近岸波引起的磁场波动,在0.001~10.0 Hz频段的波动最大振幅约为1 nT.波动的小波频谱呈现出多次谐波结构,符合海洋近岸波的谐波特征.傅里叶频谱显示不同频段谱的斜率不同,反映了海洋近岸波发展与耗散的非线性物理过程,进一步开展长期观测和统计分析有助于深入了解海洋中的电动力学过程. 相似文献
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本文介绍了应用电磁反馈零位检测技术改装的重力仪进行高频信息的观测。阐述重力仪高频信息频谱分布特征、数据采集、数字计算和随机信息的处理方法。利用高频信息可以很好地观测和研究地脉动,给出北京香山地震台利用重力仪高频信息观测所得的地脉动功率谱。分析了地脉动特征及其与台风过程的关系;讨论了某些大地震前所出现的地脉动异常现象。得出北京地区正常地脉动频率分布范围为0.13-0.32Hz,优势频率为0.2Hz,相应的卓越周期为5s的脉动频率异常,也可能在地脉动的正常频率处（0.2Hz左右）,出现幅度很大的脉动幅度异常,后者又往往与台风引起的幅度异常相混淆。 相似文献
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A field experiment is used to evaluate a numerical model of the sheltering of gravity waves by islands offshore of the Southern California region. The sheltering model considered here includes only the effects of island blocking and wave refraction over the island bathymetry. Wave frequency and directional spectra measured in the deep ocean (unsheltered region west of the islands) were used as input to the sheltering model and compared with coastal observations. An airborne L-band synthetic aperture radar was used to image the directional properties of the waves in the deep ocean. In addition to the unsmoothed spectra, a unimodal directional spectrum model obtained from fits to the radar spectra was also employed to suppress the high noise level of this system. Coastal measurements were made in about 10 m depth at Torrey Pines Beach with a high resolution array of pressure sensors. The model predictions and data at Torrey Pines Beach agree well in a limited frequency range (0.082 to 0.114 Hz) where the unimodal deep ocean model is appropriate. The prediction that unimodal northern swell in the deep ocean results in a bimodal directional spectrum at Torrey Pines Beach is quantitatively verified. The northern peak of the bimodal spectra is due to waves coming through the window between San Clemente and San Miguel-Santa Rosa Islands. The southerly peak is due to wave refraction over Cortez and Tanner Banks. For lower frequency waves, the effects of strong refraction in the island vicinity are shown qualitatively. Refraction can theoretically supply up to approximately 10% of the deep ocean energy that is otherwise blocked at this site. The modifications of the island shadows due to wave refraction become theoretically negligible for wave frequencies 0.11Hz. Also, local wave generation effects, which are not included in this sheltering model, are shown to be occasionally important for waves with frequencies 0.12Hz. 相似文献
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基于北美沿岸和内陆地震台站的连续地震波形记录,并结合沿岸台站附近布设的DART系统记录的海底压力数据以及预测潮汐数据,利用时频分析和极化分析方法对2011年3月11日日本东北部海域MW9.0大地震所激发的海啸对地震背景噪声所产生的影响予以深入分析。结果显示:海啸对高频噪声（1.3—1.5 Hz）以及短周期双频微地动噪声（0.18—0.4 Hz）的影响较小,但海啸显著增强了长周期双频微地动（0.1—0.15 Hz）、单频微地动（0.05—0.08 Hz）以及地球背景自由振荡（0.004—0.007 Hz）的振幅,且随着噪声频率的降低,这种振幅增强的影响更明显,影响的持续时间也更长;海啸到达近岸时,对附近台站的各频段噪声均有影响,成为各频段噪声的主控能量来源,且其位置在后续过程中会随时间变化。这表明海啸对噪声特征的影响与海啸传播特性有关,即海啸在传播过程中因受水深、海底地形以及近岸地形的反射、衍射等的影响,能量聚集区域随时间而变化,并非均匀地传播到海岸, 从而导致了不同频带噪声主极化方向随时间的变化。 相似文献
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An experimental development of a computer controlled photoelectric ocular system applied for the LaCoste and Romberg G949 gravimeter made the continuous observation of time variation of gravity possible. The system was operated for half a year in the Sopronbánfalva Geodynamical Observatory to test its capabilities. The primary aim of this development was to provide an alternative and self-manageable solution instead of the standard electronic (Capacitive Position Indicator) reading of this type of gravimeter and use it for the monitoring of Earth tide. It, however, turned out that this system is sensitive enough to observe the effect of variable seismic noise (microseisms) due to the changes of ocean weather in the North Atlantic and North Sea regions at microGal level (1 μGal = 10−8 m/s2). Up to now not much attention was paid to its influence on the quality and accuracy of gravity observations because of the large distance (>1000 km) between the observation place (generally the Carpathian–Pannonian basin) and the locations (centres of storm zones of the northern hydrosphere) of triggering events. Based on an elementary harmonic surface deformation model the noise level of gravity observations was compared to the spectral characteristics of seismic time series recorded at the same time in the observatory. Although the sampling rate of gravity records was 120 s the daily variation of gravity noise level showed significant correlation with the variation of spectral amplitude distribution of the analysed high pass filtered (cut-off frequency = 0.005 Hz) seismograms up to 10 Hz. Also available daily maps of ocean weather parameters were used to support both the correlation analysis and the parameterization of the triggering events of microseisms for further statistical investigations. These maps, which were processed by standard image processing algorithms, provide numerical data about geometrical (distance and azimuth of the storm centres relative to the observation point) and physical (mass of swelling water) quantities. The information can be applied for characterizing the state of ocean weather at a given day which may help the prediction of its influence on gravity measurements in the future. Probably it is the first attempt to analyse quantitatively the effect of ocean weather on gravity observations in this specific area of the Carpathian–Pannonian region. 相似文献
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