低频电磁信号在地震预测中的应用探讨

利用2008年1月至2008年12月该甘肃、新疆、云南、等省ELF观测数据，用频谱分析技术（FFT）和希尔伯特黄变换（HHT）分析电磁场背景变化，发现在2008年中国大陆发生5次6级以上地震前，电磁场各参量出现了明显的突跳，变化的幅度与震级大小、震中距等有关，一般磁功率谱变化较大，达到1～5个量级，电场功率谱变化在1～2量级之间；各参量变幅还与信号的频率有关；地震台站观测的ＥＬＦ信号的强度，与台站或测量的电、磁场分量相对于震源的距离、方位有明显的关系；发现在离开震源的相对近区，场强随距离的衰减，比在相对远区更快；发现接收磁场信号比电场信号较易获得更高信噪比的数据。这对研究电磁场大动态、区域性短临异常时空丛集问题，总结电磁异常信息的时、空、强特征及其与强震的关系，增强对低频电磁观测资料的认识，并在一定程度上推动极低频电磁信号在地震预测研究中的应用，在防震减灾方面具有一定的科学意义和应用价值。

以中国ELF电磁观测台站记录中强地震的电磁扰动为研究对象，从观测技术、观测环境、异常演变与地震关系等方面研究，提出了在电磁波谱值计算时运用优势频率点，更容易发现震前电磁场异常；得到了电磁信号自功率谱在地震前变化的强度与观测距离、方位、频率的关系：在中强地震前电磁场自功率谱变化比背景值高1-3个量级，异常幅度随着离开震中的距离增大而减小，磁场自功率密度谱异常的幅度与观测站相对于地震震中的方位、与电磁场的频率有关，电磁信号随着频率的升高能量衰减较快；得出中等强度地震的视电阻率异常变化是先从地壳的深部向浅部发展，对于强震深部、浅部的视电阻率同步发生了大幅度变化，阻抗相位发生转折；利用长极距成都台地电数据分析汶川和芦山地震前视电阻率变化，其特征具有重现性、相似性和各向异性；发现震前地电场极化方位角的指向，对地震震中的判定有某种指导意义；研究中国大陆经纬链地电场日变化：绝大多数台站的日变化表现为两次起伏的半日波，紧临午前午后出现主要周期成分依次为12.4/12h、8h、24h等，与潮汐调和分量周期一致；研发出ELF电磁仪器远程控制设备，可远程控制、操作ELF电磁仪，满足无人观测。