赤峰中心地震臺(tái)地震監(jiān)測環(huán)境分析研究

劉繼偉 郭延杰

摘要：地震計(jì)可以記錄到地球內(nèi)部地震波的振動(dòng)信息，隨著城市的擴(kuò)張，人為因素的干擾對(duì)地震監(jiān)測環(huán)境的影響也越來越大。本文對(duì)赤峰中心地震臺(tái)地震監(jiān)測環(huán)境進(jìn)行分析研究，得到地震監(jiān)測系統(tǒng)的噪聲平均值為6.73442-008。同時(shí)，通過對(duì)噪聲功率譜的分析可知，赤峰中心地震臺(tái)符合國家Ⅱ類臺(tái)的要求。

關(guān)鍵詞：地震監(jiān)測環(huán)境;地震噪聲;噪聲分析;噪聲功率譜分析

中圖分類號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2177（2019）24-0118-02

0 引言

人類發(fā)明了各種地震儀器，用來記錄地球內(nèi)部地震波的振動(dòng)信息，隨著精密儀器的不斷升級(jí)，地球的微小振動(dòng)都可以被地震儀所記錄[1]。然而，地震儀的長時(shí)間記錄中，真正記錄的地震事件在較長的時(shí)間尺度中是比較短暫的，真正豐富的卻是記錄到持續(xù)不斷的震動(dòng)，這些地震儀所記錄的背景噪聲，也叫地脈動(dòng)，如圖1所示。

近些年，由于城市的擴(kuò)張，地震監(jiān)測環(huán)境受到了一定的干擾，為了知悉受干擾的程度，本文針對(duì)目前使用的地震監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行地震監(jiān)測環(huán)境分析研究。

1 臺(tái)站背景

赤峰中心地震臺(tái)于1971年建臺(tái)，是國家Ⅱ類臺(tái)，臺(tái)址位于赤峰市紅山區(qū)東郊鄉(xiāng)紅山腳下，東依紅山峭壁，觀測室依山而蓋、山洞長度40米NS-EW向搌布，臺(tái)墩建在花崗巖上，山洞上方覆蓋的長英花崗巖體約30米，洞內(nèi)平均溫度12℃左右，相對(duì)濕度≤85%，日溫差±0.05℃，年溫差±1.0℃。

赤峰中心地震臺(tái)地震監(jiān)測儀器使用的是2013年安裝的甚寬頻帶地震計(jì)CTS-1EF，數(shù)據(jù)采集器為港震公司生產(chǎn)的EDAS-24GN。

2 噪聲分析

利用數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行譜分析，從而能在一次簡單操作中的得到所有頻率處的噪聲水平。把噪聲譜表示為噪聲功率密度加速度譜Pa（w）已成為一種約定，通常以參照值為1（m/s2）2/Hz的分貝（dB）數(shù)表示[1]。這樣，噪聲水平被計(jì)算為：

本文選取2019年8月25日和8月26日48小時(shí)作為處理數(shù)據(jù)，計(jì)算赤峰中西地震臺(tái)噪聲水平，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，赤峰中心地震臺(tái)的地震監(jiān)測系統(tǒng)的噪聲平均值為6.73442-008，低于數(shù)字地震觀測技術(shù)規(guī)范要求的1×10-7m/s，觀測環(huán)境達(dá)到了Ⅱ級(jí)環(huán)境地噪聲水平。

3 噪聲功率譜分析

噪聲功率譜密度計(jì)算方法：給定信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，取其絕對(duì)值的平方?？焖俑道锶~變換法（FFT）計(jì)算公式為

將平方可積的函數(shù)f（t）表示成復(fù)指數(shù)函數(shù)的積分或級(jí)數(shù)形式;將頻率域的函數(shù)f（w）表示為時(shí)間域的函數(shù)f（t）的積分形式。式中，N的取值為2k，即2，4，8，16，32，64，…… [2]。

利用（2）式計(jì)算8月25日和26日48小時(shí)的噪聲功率譜，結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可以看到，噪聲功率譜符合Ⅱ類臺(tái)站要求。

4 結(jié)語

通過對(duì)赤峰中心地震臺(tái)地震監(jiān)測儀器的噪聲分析，赤峰中心地震臺(tái)的地震監(jiān)測系統(tǒng)的噪聲平均值為6.73442-008，低于數(shù)字地震觀測技術(shù)規(guī)范要求的1×10-7m/s，觀測環(huán)境達(dá)到了Ⅱ級(jí)環(huán)境地噪聲水平。通過噪聲功率譜分析可知，赤峰中心地震臺(tái)地震監(jiān)測環(huán)境受外界干擾較小，符合國家Ⅱ類臺(tái)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]黃鶴凌，張寶劍，巫立華，等.利用地震噪聲評(píng)價(jià)臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)[J].信息記錄材料，2017，18（10）：83-85.

[2]林彬華，金星，廖詩榮，等.地震噪聲異常實(shí)時(shí)監(jiān)測[J].中國地震，2015，31（02）：281-289.

（編輯：周安琪）