山西地电场特征初探

殷志刚 张彩艳

1）山西省大同中心地震台，山西大同 037008

2）甘肃省嘉峪关中心地震台，甘肃嘉峪关 735110

山西省地震局在 2005年首次引入了地电场项目，“十五数字地震网络工程”项目在大同、代县、太原、临汾、夏县建设了地电场观测台站，目前已运行两年多时间。分析研究了山西从北到南全部5个地电场台站6个测道的2008年、2009年的分钟值数据，并结合了当天的工作日志，统计了各台每天的日变情况，并在大同台做了一系列对比试验，应用多项前兆分析方法，采用多种科学分析途径，对山西地电场资料包括地质构造、背景（日变）形态、数据内在质量、干扰，进行综合分析，并参阅了公开发表的关于地电场的研究文章，以期得出山西地电场一些特征，以方便在日常观测分析中能正确识别干扰异常和非干扰异常的变化，从而捕捉地震前的异常信息。并促进山西地电场学科的发展。其研究成果将为山西地电场地震短临前兆识别与判定，提供地电场背景研究基础，且对今后山西地电场台站建设中台址勘选有指导意义。

（1）山西地电场日变特征。大同和太原地电场主要特征是背景噪声大；日变较弱；数据受雨雪雷电影响比较大，大的电磁暴能够记录到，但是电磁扰动一般受背景噪声干扰记录不明显。大同地电场由于外线采用架空方式，也易受大风干扰，太原地电场采用地埋线因此不受大风干扰。大同和太原地电场每月平均弱日变天数10天左右，大同地电场日变幅度为4.90～6.50 mV/km。太原地电场日变幅度为13.44～18.80 mV/km，这在山西5个大地电场中日变幅度是最大的。

代县地电场背景噪声小，有连续、清晰的日变化（部分测道），几乎每天都有弱日变，数据内在质量较高，观测数据易受降雨、雷电、电磁暴、特别是农田灌溉影响，由于采用地埋线不受大风干扰。日变幅度为4.05～4.69 mV/km。

临汾和夏县地电场背景噪声小；日变较弱；观测数据易受降雨、雷电、电磁暴、农田灌溉影响，都是采用地埋线不受大风干扰；观测系统工作不稳定，数据经常大幅变化，多次更换电极。临汾地电场内在精度是山西5个地电场最差的，日变幅度为3.50～4.11 mV/km。夏县地电场内在精度高，日变幅度为4.77～5.36 mV/km。；临汾和夏县地电场平均每月弱日变天数为10天左右。

（2）山西大地电场弱日变分析。①山西地电场弱日变或完全没有日变化和电极的稳定性密切相关，电极稳定的时候，数据稳定，日变化较明显，电极不稳定的时候，数据大幅突跳，日变化几乎没有。代县、临汾、夏县地电场比较明显。建议研究人员进一步提高固体不极化电极的稳定性和使用寿命。②山西地电场弱日变和背景噪声影响密切相关，大同和太原地电场背景噪声较大，是弱日变化的主要原因。③山西地电场弱日变和地下电性结构密切相关，山西5个地电场中只有代县地电场在高阻层上，电场的场强较大，因此日变化是连续和明显的，其余4个地电场台都在低阻层上，场强较弱，容易受到各种干扰，日变化较弱。④山西地电场弱日变也和季节有关，按地磁学中惯用的劳埃德天文季节，在日变化幅度大的J季节和E季节，也就是3月到10月弱日变天数较多，在日变化幅度小的D季节，11，12，1，2 月份弱日变天数较少，这充分说明山西地电场在日变化幅度小的D季节，更容易受到各种干扰的影响，导致日变化的缺失。

（3）山西大地电场映震能力分析。使用MAPSIS软件作每次震前半年到1月的各地电场的分钟值曲线并标注相应地震分析，发现在2008年和2009年所有的5次地震中映震能力都不好，每次地震前几乎都是大风、降雨、电磁扰动、不明原因的干扰或者是没有明显异常。

山西5个地电场台站电场数据普遍受降雨雪、雷电、电磁暴干扰，部分台站受大风、农田灌溉干扰；除代县电场（部分测道）几乎每天有日变外，其他电场台站表现为弱日变，平均每月 10天左右日变，弱日变和电极的稳定性、背景噪声、地下电性结构、季节有密切关系；各地电场台站自观测以来映震能力普遍不好，这可能和地电场容易受各种自然因素干扰及其他干扰有一定关系。电极是制约观测资料最重要的因素。