地电场观测中的干扰分析_郭建芳.pdf

第２９卷第４期华北地震科学Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．４
年月
２０１１１２ＮＯＲＴＨＣＨＩＮＡＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＳＣＩＥＮＣＥＳＤｅｃ．，２０１１

文章编号：１００３－１３７５（２０１１）０４－００３８－０６
地电场观测中的干扰分析

郭建芳，周剑青，佟鑫，张环曦

（河北省地震局秦皇岛中心台，河北秦皇岛０６６１００）

摘要：介绍和分析了昌黎台地电场观测中常出现的一些干扰和典型变化形态以及分析排查过程，认为主要存在５
种干扰变化：（１）雷电、降雨影响；（２）线路接触不良；（３）直流干扰；（４）电极极化；（５）观测系统（主机）故障。各种干
扰源不同其变化形态也不同，可以从变化形态和变幅方面进行判断。
关键词：昌黎台；地电场；干扰类型；变化特征
中图分类号：Ｐ３１９．１文献标志码：Ａ

采用Ｐｂ－ＰｂＣ１ｚ固体不极化电极，“Ｌ”式布设，架设
０引言
ＮＳ、ＥＷ、Ｎ４５°Ｅ三个测向，长、短共６个测道，“Ｏ”
地电场观测和地磁场观测，都是地球物理场观为ＮＳ、ＥＷ方向垂直公共点，ＮＳ、ＥＷ测向长、短极
测的重要组成部分，且是相互关联最密切的两个分距各为３００ｍ、１５０ｍ（图１）。由于昌黎台视电阻率
支。地电场主要包括大地电场和自然电场，大地电比较大（大于１００Ω·ｍ），１５０ｍ的极距可以记录到
场是太阳、太阴活动和地球自转及星际磁场等引起非常清晰的地电日变化。基于观测方向问题，ＥＷ－
的地球外部的各种电流系，在地球内部感应产生的Ｌ测道信号极性与其它测道相反。２０１１年１月将
分布于整个地球表面或较大区域的变化电场；自然原“九五”仪器ＺＤ９Ａ更换为“十五”仪器ＺＤ９Ａ－Ⅱ，
电场是地壳局部物理、化学条件变化引起的局部性本文分析所用数据均为“九五”仪器产出的原始分钟
电场［１］。一般说来，自然电场场源的空间尺度与大值数据。
地电场的场源相比要小的多，因此局部结构所造成
的场的空间分布的差异，自然电场比大地电场要
大［２］。
大地电场作为前兆观测手段之一，日常观测资
料记录到的干扰形态有多种，因素也不尽相同。震
前异常信号的识别对分析预报工作非常重要，但要
想清楚地判断其是否为我们所需要的震兆信号，首
先必须掌握和识别该台站各种干扰类型的变化形
图昌黎地电场电极布设方式
态，做到一目了然，而许多相关工作人员在处理数据１
或者分析干扰原因时因缺乏识别经验无法定论。鉴
干扰类型及形态特征分析
于此，本文对昌黎台大地电场２００２—２０１０年受到的２
主要干扰进行了认真整理和分析希望对同类台站
，磁静日（一般磁情Ｋ≤２）时昌黎地电场具有规
识别类似干扰有借鉴价值
。则日变形态，表现为ＥＷ测向极小值出现在北京时
时左右，双峰双谷；测向极小值出现在北京时
１电极布设方式０４ＳＮ
１２时左右，双峰单谷。但当磁场扰动偏大时（Ｋ≥
昌黎台大地电场观测始于九五改造期间的
“”５）大地电场可以清晰地记录到磁扰变化，尤其以地
年月仪器型号为采样率为分钟值
２００１１０，ＺＤ９Ａ，，电暴最为明显。无论是地电暴还是地磁暴都具有广

收稿日期：２０１０－１１－２３
基金项目：２０１０年河北省地震局重点项目（２０１０２０）
作者简介：郭建芳（１９７７－），女（汉族），河北昌黎人，工程师，主要从事前兆网络和分析预报工作．Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]
４期郭建芳等：地电场观测中的干扰分析９３

域同步性，其变化在时间域具有同步性，在频率域具则表现为６个测道数据畸变比较密集、频次更高，尤
有优势频率变化一致性等整体性特点。经研究，当其在雷电期间数据离散程度往往偏明显、无规则日
地电暴扰动强度剧烈时，也可以记录到初相、主相和变。以上３种情况反映２个共同特征：①缓急程度
恢复相完整形态，当地电暴强度偏弱时，其变化形态不同的降雨造成的数据离散程度并非完全一致。一
逐渐不清晰，但地电暴不一定都有完整的３个变化般情况下缓缓细雨或小雨时不会出现大幅数据突
形态［３］。除受外空地磁场正常变化影响以外，日常跳，中等以上降雨或雷电时主要表现为数据丛簇出
大地电场观测本身容易受区域电磁环境以及气候等现，并伴有高频的非极性相同的离散型数据；②不
因素干扰，随着数字化仪器灵敏度和采样率的提高，同程度的降雨或雷电都会影响正常日变形态，且各
数据中夹杂的各类信息随之增多，诸如雷电、降雨、测向长短极距相关性明显降低。根据台站观测日志
直流供电干扰、气温（或季节）变化、震前异常信号统计，每逢雷雨期间，各测向相关系数均由正常的
（简称ＳＥＳ信号）等都有可能被记录到，本文通过对０．８左右降至０．６左右，甚至更低。降雨对测区环
昌黎台大地电场数据整理，针对日常干扰做了初步境的影响属局部自然电场发生变化导致地表电性结
总结，认为主要有以下几种类型：构发生的改变，一般在１、２天左右恢复正常日变形