赤峰中心地震台地震监测环境分析研究

刘继伟 郭延杰

摘要：地震计可以记录到地球内部地震波的振动信息，随着城市的扩张，人为因素的干扰对地震监测环境的影响也越来越大。本文对赤峰中心地震台地震监测环境进行分析研究，得到地震监测系统的噪声平均值为6.73442-008。同时，通过对噪声功率谱的分析可知，赤峰中心地震台符合国家Ⅱ类台的要求。

关键词：地震监测环境;地震噪声;噪声分析;噪声功率谱分析

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2019）24-0118-02

0 引言

人类发明了各种地震仪器，用来记录地球内部地震波的振动信息，随着精密仪器的不断升级，地球的微小振动都可以被地震仪所记录[1]。然而，地震仪的长时间记录中，真正记录的地震事件在较长的时间尺度中是比较短暂的，真正丰富的却是记录到持续不断的震动，这些地震仪所记录的背景噪声，也叫地脉动，如图1所示。

近些年，由于城市的扩张，地震监测环境受到了一定的干扰，为了知悉受干扰的程度，本文针对目前使用的地震监测系统进行地震监测环境分析研究。

1 台站背景

赤峰中心地震台于1971年建台，是国家Ⅱ类台，台址位于赤峰市红山区东郊乡红山脚下，东依红山峭壁，观测室依山而盖、山洞长度40米NS-EW向搌布，台墩建在花岗岩上，山洞上方覆盖的长英花岗岩体约30米，洞内平均温度12℃左右，相对湿度≤85%，日温差±0.05℃，年温差±1.0℃。

赤峰中心地震台地震监测仪器使用的是2013年安装的甚宽频带地震计CTS-1EF，数据采集器为港震公司生产的EDAS-24GN。

2 噪声分析

利用数字化数据进行谱分析，从而能在一次简单操作中的得到所有频率处的噪声水平。把噪声谱表示为噪声功率密度加速度谱Pa（w）已成为一种约定，通常以参照值为1（m/s2）2/Hz的分贝（dB）数表示[1]。这样，噪声水平被计算为：

本文选取2019年8月25日和8月26日48小时作为处理数据，计算赤峰中西地震台噪声水平，结果如表1所示。

由表1可知，赤峰中心地震台的地震监测系统的噪声平均值为6.73442-008，低于数字地震观测技術规范要求的1×10-7m/s，观测环境达到了Ⅱ级环境地噪声水平。

3 噪声功率谱分析

噪声功率谱密度计算方法：给定信号进行快速傅里叶变换，取其绝对值的平方。快速傅里叶变换法（FFT）计算公式为

将平方可积的函数f（t）表示成复指数函数的积分或级数形式;将频率域的函数f（w）表示为时间域的函数f（t）的积分形式。式中，N的取值为2k，即2，4，8，16，32，64，…… [2]。

利用（2）式计算8月25日和26日48小时的噪声功率谱，结果如图2所示。

从图2中可以看到，噪声功率谱符合Ⅱ类台站要求。

4 结语

通过对赤峰中心地震台地震监测仪器的噪声分析，赤峰中心地震台的地震监测系统的噪声平均值为6.73442-008，低于数字地震观测技术规范要求的1×10-7m/s，观测环境达到了Ⅱ级环境地噪声水平。通过噪声功率谱分析可知，赤峰中心地震台地震监测环境受外界干扰较小，符合国家Ⅱ类台的要求。

参考文献

[1]黄鹤凌，张宝剑，巫立华，等.利用地震噪声评价台网运行状态[J].信息记录材料，2017，18（10）：83-85.

[2]林彬华，金星，廖诗荣，等.地震噪声异常实时监测[J].中国地震，2015，31（02）：281-289.

（编辑：周安琪）