用福建連續重力資料研究臺風“麥德姆”活動特征

鐘繼茂（福建省地震局，福州 350003）

用福建連續重力資料研究臺風“麥德姆”活動特征

鐘繼茂
（福建省地震局，福州 350003）

1　臺風信號頻譜特征

2014年第10號臺風“麥德姆”在橫穿臺灣島之后，于7月23日15時30分在福建福清沿海登陸，登陸時強度由臺風減弱為熱帶風暴。為研究臺風期間福州、廈門、漳州3個連續重力觀測臺站記錄的地脈動信號強度和卓越頻率隨時間變化過程，編寫了傅里葉變換Matlab程序代碼，運行結果圖略。臺風從趨近到遠離臺站，信號強度從增強到減弱。其中福州臺記錄到臺風登陸時信號強度迅速減弱，之后信號又增強然后逐漸減弱。廈門臺和漳州臺信號卓越頻率隨時間變化特點相近，但與福州臺不同，可能與信號傳播路徑以及介質性質有關。由于廈門臺和漳州臺相距較近，所以，變化特點相近；反之，福州臺較遠，變化特點不同。

2　卓越周期規律統計

為研究臺風卓越周期與強度、移動速度的關系，采用中國天氣網的資料和如下模型：

式中，a為待定常數，它反映了噪聲水平的影響；VD為臺風強度（中心風速，m/s），V0體現了臺風對卓越周期開始產生影響時的中心風速（m/s），整個第二項反映了臺風強度（中心風速）對卓越周期的影響； Vr*cosθ為成一定角度的多普勒效應影響項，其中Vr為臺風移動速度（km/h），θ為臺風移動方向同臺風與臺站連線夾角，可由余弦定理確定。3個臺的擬合結果：①參數b和參數c的數值均較小，說明臺風卓越周期較為穩定，在3.7 s左右；②參數b在10-1數量級，參數c在10-3數量級，b要遠大于c，說明臺風強度對卓越周期起到了主要控制作用，多普勒效應影響較小。

3　非潮汐信息提取研究

沿海重力觀測要受到各種干擾，如臺風、地震、潮汐、噪聲、降雨等，由于這些干擾信號的頻帶交織在一起，用經典的濾波器方法難以排除；而現代濾波器其輸入信號中有用信號和希望濾除的成分頻帶交疊。為此，我們不打算把干擾因素分為高頻的和低頻的，而分為長期存在的和短期出現的，長期存在的干擾如儀器零漂、潮汐、噪聲等，短期出現的干擾如地震、臺風、降雨、前兆信號等。從福州臺、廈門臺和漳州臺在臺風期間的原始數據和卡爾曼濾波結果可見，卡爾曼濾波能較好地濾除長期存在的、比較有規律的干擾成分，正常情況下（沒有地震、臺風、降雨等）濾波結果幾乎是一條直線。

4　結論

3個重力臺站都記錄到臺風由近及遠時信號強度由強變弱的過程，且臺風登陸時迅速減弱，這與實際情況相符；離臺風近的臺站記錄的信號卓越頻率高，這可能與信號傳播有關，距離近，高頻衰減少。

臺風卓越周期與強度、移動速度的關系比較復雜，但較為穩定，在3.7 s左右。

沿海重力觀測受到的干擾可分為長期存在干擾和短期出現干擾兩大類，卡爾曼濾波能較好地濾除長期存在的、比較有規律的干擾成分。正常情況下濾波結果幾乎是一條直線。對于短期出現的干擾信號的排除，有待進一步研究，但可根據地震同震響應、臺風報道和天氣情況等加以識別。