地震电磁扰动观测方法与技术专题研讨会纪要＊

地震电磁扰动观测方法与技术专题研讨会纪要＊

中国地震学会地震电磁学专业委员会和中国地震局地壳应力研究所于2011年12月26—27日在北京联合召开地震电磁扰动专题研讨会。参加本次专题研讨会的有中国地震学会地震电磁学专业委员会主任委员、中国地震局地震预测研究所副所长蔡晋安，中国地震局地壳应力研究所副所长杨树新，中国地震局地震预测研究所研究员钱家栋、赵家骝、关华平、副研究员席继楼，中国地震局兰州地震研究所研究员杜学彬、副研究员谭大诚，中国地震台网中心研究员卢军，上海市地震局研究员马钦忠，中国地震局地壳应力研究所研究员吴荣辉、田家勇、王兰炜、副研究员张世中以及该所其他从事电磁扰动观测研究的科研人员。

本次研讨会由蔡晋安和杨树新共同主持。在研讨会上，蔡晋安就本次研讨会的目的、意义和重要性发表了讲话；张世中和王兰炜分别就《DCRD－1电磁扰动观测系统》和《区域电磁扰动观测数据》做了报告；各与会专家以甘肃试验台网及其观测数据为主要讨论对象，对地震电磁扰动观测手段当前的现状、目前存在的主要问题以及预期发展方向等问题进行了比较深入和广泛的交流和讨论。

1 地震电磁扰动观测现状

地震电磁扰动观测是地震电磁学中的重要手段之一，在地震监测预测中具有一定的应用实效。自1976年唐山大地震以来，我国的电磁扰动（又称电磁波、电磁辐射等）观测在群防群测工作发展迅速，目前，已建成各类型的电磁扰动观测台站150多个。

由于历史原因，目前使用的观测仪器种类较多，观测对象不一致（电场、磁场、电磁场），观测频段不相同（超低频（ULF）、甚低频（VLF）、低频（LF）），观测装置不相同，观测仪器（传感器）的性能差异较大，传感器架设（埋设）方式不同，仪器标定方法不一致，观测结果的表述不一致，观测环境和台址条件差异较大。这给资料的共享、数据分析研究、地震预测、观测方法与理论研究以及台网管理等方面均产生了一定的困难。

国民经济的飞速发展带来了一系列新型的电磁环境骚扰源，如地铁（轻轨）、电气化铁路系统、超高压交直流输电/用电系统、以及其他各类工农业生产、生活设施建设、运行等产生电磁污染等；同时，由于目前的电磁扰动观测场地附近人文活动频繁，对电磁扰动观测中磁场观测分量造成的影响尤为严重；这些骚扰源及其产生的电磁环境污染，对地震电磁扰动的观测和研究带来了多种不同程度的影响。

雷电影响也是一种天然电磁环境干扰，除了产生数据的波动和扰动外，强雷电冲击还可能造成观测仪器工作不稳定，甚至造成仪器停测和毁坏。试验观测表明，在较强雷电天气影响的情况下，仪器可能记录到完整的雷电过程，该过程最长可持续1个小时以上。由于这些雷电干扰数据的形态与磁暴发生时的记录数据形态类似，这对数据的分析会造成一定的影响。

鉴于地震电磁扰动观测方法和观测技术的多样性和复杂性，中国地震局已于2009年颁布并实施了地震行业标准《地震地电观测方法 电磁扰动观测》，对地震电磁扰动观测对象、测量原理、观测系统、数据产出等方面的基本要求进行了规范和规定。

2010—2011年，由中国地震局地壳应力研究所牵头，依据地震电磁扰动观测方法标准的有关要求，利用“DCRD－1型电磁扰动观测仪”，在甘肃省组建了由嘉峪关、高台、红沙湾和静宁等4个台站组成的电磁扰动试验观测台网，以期通过试验观测，以及对区域内电磁扰动观测数据总结和讨论，为今后电磁扰动观测台站的选址、建设和数据分析等方面积累经验。

2 地震电磁扰动观测发展思路及相关问题讨论

到目前为止，地震电磁扰动观测、研究及发展仍然处于自发状态，未能实现系统化研究和正规化管理。从这个意义上讲，地震电磁扰动观测仍然是一个新型的观测方法和观测手段，在观测机理研究、观测方法、观测技术、数据分析应用以及观测管理等方面，均存在一些尚待进一步研究、探索和讨论的问题。

（1）关于观测方法和观测技术

从目前全国范围内的电磁扰动台网运行结果来看，各个台站观测得到的数据的差异性比较大，主要表现在背景变化没有一定的规律性，事件变化的同步性比较少见，环境干扰问题和天然电磁扰动变化比较难以区分。产生这种现象的原因可能是多方面的，从观测方法和观测技术的角度主要表现在：观测对象的差异性，如观测物理量、观测频段不一致等；观测方式具有差异性，包括装置布设方式、数据记录方式等；缺乏观测系统的稳定性和观测数据的客观性评价方法和标准等；同时，观测对象物理量及其在观测区域内的变化特性，也是产生这种差异性的可能原因，尚待进一步的研究和讨论。

在甘肃试验观测中所采用的DCRD－1电磁扰动观测系统，专门配置了稳定性检查仪，可以对观测装置系统进行定期和不定期检查，有望在保证观测系统的可靠性等方面发挥一定的作用。

（2）关于数据产出、存储和提取

地震电磁扰动观测的频段范围包括0.1～10Hz范围，大多数观测仪器均有将频段往高频延伸的愿望，以期能够获取更多、更精细的电磁场变化信息。因此，电磁扰动观测的数据采样率一般都比较高，不低于50Hz。大量的观测数据如何产出、表达、存储和提取是地震电磁扰动观测研究中长期讨论的问题。

有关从事数据分析、管理、预报等方面的专家建议，在数据产出和存储过程中，应保证被测信息不遗漏为基本原则，能够提取从观测到的数据中提取到物理意义明确的原始观测信息；建议在保存所有高采样数据的同时，由省局或中国地震台网中心的数据管理中心，按照地震分析预报人员和数据应用研究人员的要求，再做进一步的处理，形成必要的数据产品等。

（3）关于事件与干扰的识别与处理

根据多年来积累的地震电磁扰动观测资料，地震有关的电磁扰动事件及其变化特性可能与震级、震中距、方位等信息具有一定的关联性。然而，在目前电磁扰动观测台网中记录到的有关事件变化，除了可能与地震孕育、发生和发展过程相关外，也可能与周边地区电磁环境干扰具有一定的关系，也有的事件变化直接和天然电磁场的高频背景变化相关。

如何从各种干扰变化和背景变化中识别和界定有用的事件，是地震监测预测应用非常重要的问题，也是从事地震监测预测研究和数据分析应用研究人员非常关注的问题。建议能够结合对观测对象的变化特性、观测机理、干扰模型分析等方面的研究工作，在电磁扰动事件的识别、分析和处理等方面做进一步的深入研究和探索工作。

（4）关于区域台网数据综合分析

甘肃试验台网的仪器数量还是比较少，台站之间的间距也相对比较大，最大间距约400km，各个台站的台址条件、观测环境等各不相同，不利于对区域性电磁扰动变化特性及其变化规律性做出总体性、客观性的分析和判定。

建议相关研究人员在对甘肃试验台网数据进行分析时，能够结合已经建成甘肃天祝试验台阵的同类台站、甘肃省区域内的其他类型的电磁扰动台站以及该区域内其他相关手段的观测数据进行综合分析，以期获得更为客观可靠的变化信息，为进一步推动地震电磁扰动观测手段的应用和发展提供参考。

中国地震学会地震电磁学专业委员会

2012年3月20日

P318.5；N27；

D；

10.3969/j.issn.0235－4975.2012.04.017

2012－03－23。