重力觀測數據的“高頻震顫波”

摘?要：通過對湖州地震臺重力資料的“高頻震顫異波”統計分析得出，這些震顫信號中的一部分來自西太平洋的臺風;一部分出現在強地震前，并且持續時間與地震震級成正比，震級越大，持續時間越長。

關鍵詞：湖州地震臺;重力;震顫異常波

The?gravity?observation?abnormal?tremor?wave

Fang?Yanxun

Huzhou?Seismic?Station?of?Zhejiang?Earthquake?Administration?ZhejiangHuzhou?313000

Abstract：Through?the?Huzhou?Seismic?Station?gravity?data?Abnormal?tremor?wave?statistical?analysis，that?part?of?the?tremor?signal?from?the?west?Pacific?typhoon;Part?of?the?appeared?in?before?the?earthquakes，and?duration?and?earthquake?magnitude?is?proportional?to?the?magnitude，duration，the?greater?the?longer.

Keywords：Huhou?seismic?station;gravity;Abnormal?tremor?wave

關于“震前擾動”現象國內外有過一些研究，廣泛出現在重力儀、傾斜儀、應變儀和地震儀等多種觀測資料中（許紹燮，2006;楊義陵等，2003;張雁濱等，2002;張雁濱等，2006;趙根模等，2001）。

最早的“震前擾動”現象是日本的Kizawa在GS12重力儀的觀測記錄中，發現了?“震前重力擾動”，在一次強震發生的前三天，發現一系列的特殊脈動疊加在重力潮汐曲線上，并一直持續到強震發生。另外，日本的Kanamori在美國加州Pasadena地震臺寬帶地震儀的記錄中也發現了一次大震前數十小時的“震前擾動”現象。有學者報道在武漢的LacosteET20重力儀也記錄到一次大地震發生前兩天出現的“重力擾動”現象，并推測其為一種短臨異常（郝曉光等，2008;胡小剛等，2008）。也有相關文獻分析了，強臺風形成和移動行徑過程中，觀測資料也記錄到了類似的高頻震顫波，高頻震顫波再度引起熱議和關注。湖州地震臺的重力觀測能否也記錄到類似的高頻震顫波現象？具體的變化特征又如何？是什么原因引起的高頻震顫波？

1?臺站及重力儀概述

湖州地震臺位于浙北的湖州市南郊。該區域屬道場山脈，為燕山期花崗巖體。有蘇州—湖州的北東向斷裂、長興（湖州）—屯溪北東向斷裂、及湖州—加善東西向斷裂三條斷裂交匯（方燕勛，2012）。我們所安裝的DZW微伽重力儀是我國自行研制的一種高精度重力儀。它能精確地測量出地球重力場微小的變化。是研究固體潮和地震前兆的一種重要手段。該儀器能長期連續觀測，在第一代DZW型重力儀研制的基礎上生產出的第二代重力儀進行了機電一體化。在不降低精度的前提下進一步提高了該儀器的可靠性。該儀器安裝簡單、方便，可以更好地為地震科學和地球物理科學研究服務。

2?觀測資料與“高頻震顫波”分析

由于震顫的特殊性，暫時無法對其進行完整具體的定義。不過其具有一定的特點：

頻率：震顫的頻率范圍比地震信號要低，而高于固體潮信號。

震顫源：震顫源的位置并非固定在一點，由于其產生原因可能是一系列慢事件，因此，震顫源的位置是移動的。

我們對湖州地震臺2010年8月至2012年6月的重力觀測資料進行整理，利用濾波分析，多次發現在固體潮觀測曲線上存在著“異常震顫波”（表1）。

對這些震顫的異常信號，首先，我們通過與觀測環境、溫度、氣壓變化等進行相關分析，結果無明顯關聯，并且也排除了來自局部的干擾。而且根據表2分類歸納結果分析，“高頻震顫波”在重力觀測資料中，主要以潮汐波曲線上存在變粗的記錄特征為主。一部分“高頻震顫波”是由臺風引起，而其余的“高頻震顫波”之后則往往有強地震發生。

2.1?臺風引起的“高頻震顫波”

臺風是圍繞低氣壓中心猛烈旋轉的熱帶大氣旋渦，其半徑約在幾十公里到上百公里以上，在熱帶氣旋區域內，水平氣壓梯度很大，所到之處均帶來大風和暴雨，蘊含巨大能量。其移動速度平均約20～30km/h。當它登陸后，受到粗糙不平的地面摩擦影響，風力便大大減小，能量減小。我們通過對震顫信號與臺風的運動路徑、氣壓、風速等因素之間的關系分析，發現震顫信號主要與臺風運動中心進入中國大陸近海后與湖州的觀測點之間的距離，以及風速大小這兩個因素密切關聯（圖1、圖2）（注：重力觀測數據每分鐘一個，均為未乘格值的count值，文中所有圖例均如此）。

2012年第5號強熱帶風暴“泰利”始于南海，向東北方向運行，由于在近海生成，影響面較大，“泰利”中心經過的附近海面陣風可達12級，而沿海過程雨量可達80～150mm，局部超200mm。圖2中我們給出了2012年的第5號臺風“泰利”整個生命過程中臺風中心的運動路徑到我們觀測點的距離變化（圖2a）、風速變化（圖2b），以及重力觀測資料2012年6月份的高頻濾波。從圖1可知，“震顫異常波”主要集中臺風發生中，其震顫過程、震顫強弱與臺風的生命過程以及路徑變化、臺風強弱過程相吻合。