汶川地震前震磁效應的小波分析

王衛東劉新平張永志鄭 怡長安大學地質工程與測繪學院，西安 710054陜西省寶雞市上王地震臺，陜西寶雞 721004陜西省地震局，西安 710068

汶川地震前震磁效應的小波分析

王衛東1）劉新平2）張永志1）鄭 怡3）
1）長安大學地質工程與測繪學院，西安 710054
2）陜西省寶雞市上王地震臺，陜西寶雞 721004
3）陜西省地震局，西安 710068

地震孕育過程中，在區域應力場的作用下地應力不斷積累變化，可能導致孕震區地下介質電導率的變化，并可通過感應磁效應等途徑產生附加磁場，從而導致磁場的變化。因而地磁臺觀測到的磁場信息，不僅反映了外空間磁場的變化，也受地震孕育過程的影響。地球磁場譜成分豐富、頻帶較寬，在地震發生之前，若地下某一深度處的電導率發生變化，由于電磁感應，就能引起相應頻率段內地磁場的異常變化。利用陳伯舫（2000）提出的地磁分析“日變幅差”方法，分析了汶川地震前涇陽、連云港、新沂地磁臺小波變換后的“日變幅差”特征。

根據陳伯舫先生的方法，選用墨西哥帽小波函數，先分別計算新沂臺、連云港臺和涇陽臺地磁場垂直分量時均值的小波變換Tg，將Tg取絕對值，再計算日均值Tg（24），表示是24個絕對值的平均值，并定義此日均值表示小波變換后的逐日“變幅”（引號表示不是通常所說的日變幅）。最后再計算兩臺的“日變幅差值”ΔTg（24）。

通常情況下，緯度相同的兩臺站地磁垂直分量Z日變化差異比較小，其差異更多地反映了局部磁場的變化特征，有可能反映地震孕育過程對磁場的影響。本文選取新沂（34.22°N，118.20°E），連云港（34.36°N，119.10°E），涇陽（34.54°N，108.92°E）3個臺站記錄的地磁Z分量小時值，利用墨西哥帽小波函數，分別選用小波尺度 a=4和a=6，計算分析了汶川地震前半年（2007年11月30日至2008年5月27日），涇陽臺與新沂臺及涇陽臺與連云港臺以及新沂臺與連云港臺地磁Z分量小波變換后的“日變幅差”特征。

研究結果表明，汶川地震前，小波尺度 a=4和a =6時，涇陽臺與新沂臺以及涇陽臺與連云港臺地磁垂直分量Z“日變幅差”曲線都出現了兩個超過3倍方差值的“正異常”，兩組臺站地磁垂直分量Z“日變幅差”曲線的異常出現時間相同，都是震前150天和25天。而新沂臺與連云港臺的地磁垂直分量Z “日變幅差”曲線在此期間無異常。說明地震孕震區應該距涇陽臺較近，涇陽臺在其影響范圍內，而新沂臺與連云港臺則在其影響范圍以外；而在這一時段內，除汶川地震外，在距涇陽500 km內無5級以上地震，700 km內無7級以上地震，說明此異常很可能為汶川地震孕震過程所產生。汶川地震震中距涇陽臺約700 km, 異常還十分明顯, 可見8 級大震的影響范圍相當大，8級大震的震磁效應, 很可能在700 km內產生影響，但其影響范圍無法達到1 500 km（新沂臺距汶川地震震中約1 440 km, 連云港臺距汶川地震震中約1 530 km）。若此種磁異常產生基于電磁感應, 則正異常意味地下電導率減小，這種現象與陳伯舫先生研究1999年集集7.6級地震，1988年瀾滄7.5級地震和1996年宮崎7.1級地震前發現的地磁垂直分量Z“日變幅差”異常相似。與上述地震不同的是，汶川地震前涇陽臺與新沂臺以及涇陽臺與連云港臺地磁垂直分量Z“日變幅差”異常表現為“分離式”,即震前一段時間出現異常, 但到發震時異常已結束了，如何根據此類異常判斷發震時間和震級還需要進一步研究。