利用福州gPhone重力仪检测杜鹃台风激发的第二类脉动信号

• 作者: 韦进 郝洪涛 杨锦玲 胡敏章 李祖宁 江颖 张晓彤
• 来源期刊: 地球物理学进展
• 关键词: gPhone重力仪 地震背景噪声能量辐射全球模型 第二类脉动信号 CMG-3REP宽频带地震计 切比雪夫高通滤波器
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 固体地球物理及空间物理学(大气、行星、地球动力学、重磁电及地震学、地热学)
• 页码范围: 2107-2115
• 页数: 9页
• 分类号: P312
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/pg2020DD0507

摘要

蕴含大气—海洋—固体地球三个圈层能量传递和耦合信息的地震噪声(2～10 s)可用于能量辐射模型检验、海底地形探测、台风中心定位、地震预测研究等工作.近年1 Hz采样的重力仪也检测到台风激发的第二类(DF)脉动.为检验信号的有效性,提出重力观测的最佳估计策略,本研究利用2015年福州地震台gPhone重力仪1 Hz重力固体潮数据,对Peterson垂直位移功率谱密度估计策略(简称:P方法)和切比雪夫滤波估计策略(简称:F方法)进行比较.和地震时刻突变增强信号的特征不同,杜鹃台风靠近中国大陆时DF频段垂直位移呈现渐变增强特点.和同区域CMG-3 ESP地震计结果有高达0.9以上的相关性.在振幅量级的比较中,P方法对近场信号有高估现象,相对误差约为0.3.在选择截止频率为0.05 Hz,通带波纹为0.01 dB的3阶切比雪夫高通滤波处理零线误差时,重力和地震计的DF频段垂直位移相对误差不超过0.1.在进行误差因素分析时,两策略间有约±0.6 ×(10-6 m)2/Hz的能量差异.而固体潮、气压的影响小于0.0003 ×(10-6 m)2/Hz,可忽略不计.采用品质因子Q=210,地震波群速度U = 1800 m/s,REF 模型比率r=0.8建立的ASSM合成频谱图不仅在时域内和观测结果同步达到振幅峰值,频域内也有0.95的强相关性.福州gPhone重力仪检测到杜鹃台风激发的DF脉动信号,主频为0.1599 Hz,DF频段垂直位移最大振幅为0.9×10-6m.在讨论两个积分策略和两型仪器频散图谱差异时发现,P方法采用1024 s窗长分段消除积分引起的零线误差方法不及滤波的.F方法对6～10 s大于3 km/s的面波波群能力是不及CMG-3的.这些都需要在数据处理和分析时需要注意.