汶川地震前震磁效應(yīng)的小波分析

王衛(wèi)東劉新平張永志鄭 怡長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，西安 710054陜西省寶雞市上王地震臺，陜西寶雞 721004陜西省地震局，西安 710068

汶川地震前震磁效應(yīng)的小波分析

王衛(wèi)東1）劉新平2）張永志1）鄭 怡3）
1）長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，西安 710054
2）陜西省寶雞市上王地震臺，陜西寶雞 721004
3）陜西省地震局，西安 710068

地震孕育過程中，在區(qū)域應(yīng)力場的作用下地應(yīng)力不斷積累變化，可能導(dǎo)致孕震區(qū)地下介質(zhì)電導(dǎo)率的變化，并可通過感應(yīng)磁效應(yīng)等途徑產(chǎn)生附加磁場，從而導(dǎo)致磁場的變化。因而地磁臺觀測到的磁場信息，不僅反映了外空間磁場的變化，也受地震孕育過程的影響。地球磁場譜成分豐富、頻帶較寬，在地震發(fā)生之前，若地下某一深度處的電導(dǎo)率發(fā)生變化，由于電磁感應(yīng)，就能引起相應(yīng)頻率段內(nèi)地磁場的異常變化。利用陳伯舫（2000）提出的地磁分析“日變幅差”方法，分析了汶川地震前涇陽、連云港、新沂地磁臺小波變換后的“日變幅差”特征。

根據(jù)陳伯舫先生的方法，選用墨西哥帽小波函數(shù)，先分別計(jì)算新沂臺、連云港臺和涇陽臺地磁場垂直分量時(shí)均值的小波變換Tg，將Tg取絕對值，再計(jì)算日均值Tg（24），表示是24個(gè)絕對值的平均值，并定義此日均值表示小波變換后的逐日“變幅”（引號表示不是通常所說的日變幅）。最后再計(jì)算兩臺的“日變幅差值”ΔTg（24）。

通常情況下，緯度相同的兩臺站地磁垂直分量Z日變化差異比較小，其差異更多地反映了局部磁場的變化特征，有可能反映地震孕育過程對磁場的影響。本文選取新沂（34.22°N，118.20°E），連云港（34.36°N，119.10°E），涇陽（34.54°N，108.92°E）3個(gè)臺站記錄的地磁Z分量小時(shí)值，利用墨西哥帽小波函數(shù)，分別選用小波尺度 a=4和a=6，計(jì)算分析了汶川地震前半年（2007年11月30日至2008年5月27日），涇陽臺與新沂臺及涇陽臺與連云港臺以及新沂臺與連云港臺地磁Z分量小波變換后的“日變幅差”特征。

研究結(jié)果表明，汶川地震前，小波尺度 a=4和a =6時(shí)，涇陽臺與新沂臺以及涇陽臺與連云港臺地磁垂直分量Z“日變幅差”曲線都出現(xiàn)了兩個(gè)超過3倍方差值的“正異常”，兩組臺站地磁垂直分量Z“日變幅差”曲線的異常出現(xiàn)時(shí)間相同，都是震前150天和25天。而新沂臺與連云港臺的地磁垂直分量Z “日變幅差”曲線在此期間無異常。說明地震孕震區(qū)應(yīng)該距涇陽臺較近，涇陽臺在其影響范圍內(nèi)，而新沂臺與連云港臺則在其影響范圍以外；而在這一時(shí)段內(nèi)，除汶川地震外，在距涇陽500 km內(nèi)無5級以上地震，700 km內(nèi)無7級以上地震，說明此異常很可能為汶川地震孕震過程所產(chǎn)生。汶川地震震中距涇陽臺約700 km, 異常還十分明顯, 可見8 級大震的影響范圍相當(dāng)大，8級大震的震磁效應(yīng), 很可能在700 km內(nèi)產(chǎn)生影響，但其影響范圍無法達(dá)到1 500 km（新沂臺距汶川地震震中約1 440 km, 連云港臺距汶川地震震中約1 530 km）。若此種磁異常產(chǎn)生基于電磁感應(yīng), 則正異常意味地下電導(dǎo)率減小，這種現(xiàn)象與陳伯舫先生研究1999年集集7.6級地震，1988年瀾滄7.5級地震和1996年宮崎7.1級地震前發(fā)現(xiàn)的地磁垂直分量Z“日變幅差”異常相似。與上述地震不同的是，汶川地震前涇陽臺與新沂臺以及涇陽臺與連云港臺地磁垂直分量Z“日變幅差”異常表現(xiàn)為“分離式”,即震前一段時(shí)間出現(xiàn)異常, 但到發(fā)震時(shí)異常已結(jié)束了，如何根據(jù)此類異常判斷發(fā)震時(shí)間和震級還需要進(jìn)一步研究。