地球天然脈沖電磁場與非平穩(wěn)信號(hào)特征提取
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- 作者：郝國成主編
- 出版時(shí)間：2021/12/1
- ISBN：9787562552130
- 出 版 社：中國地質(zhì)大學(xué)出版社
- 中圖法分類：P318.1
- 頁碼：255頁
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：32開
本書重點(diǎn)討論基于地球天然脈沖電磁場的孕震信息特點(diǎn), 分析地球天然脈沖電磁場信號(hào)作為孕震信息的有效性。分析方法采用多種時(shí)頻方法對(duì)地球天然脈沖電磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 得到地球天然脈沖電磁場數(shù)據(jù)在地震前的時(shí)-頻-能量譜的分布特點(diǎn), 并由此討論基于地球天然脈沖電磁場的孕震信息研究的可行性。
第1章地球天然脈沖電磁場場源機(jī)理
1.1概述
1.2感應(yīng)磁場假說
1.3外源場假說
1.4巖石圈異常磁場源假說
1.5地球自轉(zhuǎn)與地殼形變假說
1.6重力潮假說…
第2章 ENPEMF信號(hào)
2.1ENPEMF信號(hào)頻率
2.2ENPEMF信號(hào)接收傳感器
2.3ENPEMF信號(hào)接收設(shè)備
第3章非平穩(wěn)信號(hào)的特征提取方法
3.1時(shí)頻分析
3.2修正布拉施克分解·
3.3混沌分析
第4章ENPEMF方法在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
4.1基于ENPEMF方法的金屬軍事裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方案
4.2基于ENPEMF與精密微震模型的地下程定位
第5章時(shí)頻分析方法在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
5.1基于時(shí)頻分析方法的IPIX雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別·
5.2基于時(shí)頻分析方法的雷達(dá)信號(hào)分類識(shí)別
5.3雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制類型識(shí)別
第6章ENPEMF方法在地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
6.1震前時(shí)頻分布特點(diǎn)
6.2深層特征
6.3 震前混沌特征
第7章ENPEMF方法的其他應(yīng)用
7.1滑坡監(jiān)測(cè)
7.2烴類油氣藏探測(cè)
主要參考文獻(xiàn)
第1章地球天然脈沖電磁場場源機(jī)理
1.1概述
地球天然脈沖電磁場(Earth's natural pulse electromagnetic field,ENPEMF)是指在地表接收由天然場源所產(chǎn)生的一次和二次綜合電場（Vorobyov,1970)。在地震孕育及發(fā)生期間，依據(jù)“微破裂機(jī)-電轉(zhuǎn)換”機(jī)制和“地殼波導(dǎo)”等可能的“震磁”機(jī)理，設(shè)計(jì)特殊的傳感器在地表可接收到甚低頻(very low frequency，VLF）ENPEMF脈沖信號(hào)波動(dòng)。ENPEMF信號(hào)攜帶了大量有價(jià)值的地震發(fā)育電磁異常信息（Malyshkov,abaev.1987）.針對(duì)非平穩(wěn)的ENPEMF信號(hào)，如果能構(gòu)建有效的“震磁”模型，并通過對(duì)其實(shí)驗(yàn)機(jī)理的研究來監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)模型，可達(dá)到適應(yīng)多種應(yīng)用場景的目標(biāo)。
“震磁”現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)機(jī)理研究從世紀(jì)中葉開始逐漸引起重視，中外學(xué)者對(duì)行了大量的探索工作。
（1）地震數(shù)據(jù)與電離層的耦合機(jī)制：Leonard和Barnes在1965發(fā)現(xiàn)了阿拉斯加地震后電離層的擾動(dòng)現(xiàn)象；Weaver等于1970年研究了千島群島地震波與電離層的聲耦合的顯著變化。
（2）震前電磁異常的關(guān)聯(lián)：上田誠也等在14年列舉了震前電磁異常的數(shù)據(jù)實(shí)例；袁潔浩等（1過研究美國的震磁觀展，闡述了某些地震存在“震磁”前兆信息。
（3）地震與超低頻(ultra-low frequency，ULF)頻段電磁波的關(guān)聯(lián)：Akinaga等（01）和Harada等（04）發(fā)現(xiàn)在震前及地震發(fā)生期間會(huì)產(chǎn)生ULF頻段電磁波；李琪等（08）閘述了國際上典型震例前觀測(cè)到的ULF異常信號(hào)的表現(xiàn)形式，通過極化和分形方法確定發(fā)震的可能時(shí)間，認(rèn)為地震活動(dòng)區(qū)的動(dòng)力學(xué)過程能產(chǎn)生不同的電流體系及不同頻率電磁波的源，可能是“震磁”場源的機(jī)理之一；Obara等（04）和Hattori等（1過對(duì)比分析現(xiàn)有地磁資料，認(rèn)為地震與地磁ULF信號(hào)的異常有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系；Han等(14)采用統(tǒng)計(jì)方法分析了頻率約為0.01Hz的ULF信號(hào)，認(rèn)為大震前ULF信號(hào)異常發(fā)生的概率一般高于
地震后；lda等(05)分析了日本關(guān)島地震期間的ULF電磁數(shù)據(jù)，認(rèn)為多重分形相關(guān)參數(shù)和單形尺度在地震發(fā)生了顯著變化。
（4）巖石破裂機(jī)制：郝錦綺等（03）在零磁空間中展開了巖石破裂與電磁輻射的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)巖石破裂過程中存在ULE波段(0.001～10Hz)的電磁輻射：Ogawa等（1985）研究了巖石破裂與電磁信號(hào)的關(guān)聯(lián)機(jī)制，認(rèn)為巖石在破裂階段會(huì)向外界產(chǎn)生電磁信號(hào)；Cress(13)在研究巖石破裂時(shí)，發(fā)現(xiàn)破裂過程會(huì)產(chǎn)生低頻電磁信號(hào)；Du等(02)研究了巖石破裂與電磁異常發(fā)射的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ULF 信號(hào)集中在0.03~0.3kHz.VLF信號(hào)集中在3~30kHz。
(5)ULF電磁波用于地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)的可行性：日本學(xué)者Hayakawa(16）認(rèn)為將磁現(xiàn)象作為地震預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的手段和方法，對(duì)于地震預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)有很大的幫助；Kopytenko等(1993）在亞美尼亞 Spitak地震中發(fā)現(xiàn)，ULF信號(hào)在震前3~5天就會(huì)出現(xiàn)：Frase Smith 等(1990)分析了Loma Prieta 地震，認(rèn)為ULF 信號(hào)在震前12天會(huì)出現(xiàn)增長；Hayakawa等(13）發(fā)現(xiàn)關(guān)島地震前10~14天會(huì)出現(xiàn)ULF信號(hào)，主震前幾天ULF信號(hào)明顯的現(xiàn)象。
（6）國內(nèi)相關(guān)震磁觀測(cè)亦受重視：孫正江等（1986）和郭自強(qiáng)等（1988）研究了巖石標(biāo)本破裂時(shí)的電磁輻射和光發(fā)射現(xiàn)象；丁鑒海等(04)記錄并研究了大地震前的地磁異常變化情況；中國李建凱和湯吉(17)嘗主成分分析和局部互相關(guān)追蹤的方法，從復(fù)雜的隨機(jī)環(huán)境中識(shí)別和研究分析比較弱的地震電磁信號(hào)：郭明瑞等(19)對(duì)地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)從頻域方行了研究分析，結(jié)果表明，地震地磁異常時(shí)間的長短與地震的級(jí)別大小有關(guān)系，地震的級(jí)別越大，地磁異常時(shí)間就會(huì)越長；馬亮(19)采用全國地磁臺(tái)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算了甘肅省地磁臺(tái)站期望值，提出了臺(tái)站所處經(jīng)度與地磁分量關(guān)系式；倪曉寅等（19）發(fā)現(xiàn)08年汶川大地震前多次出現(xiàn)地磁日變化異常；艾薩·伊斯馬伊力（17）對(duì)喀什臺(tái)站的數(shù)行了綜合研究分析，結(jié)果表明喀什臺(tái)站的地磁場，在大地震前就已經(jīng)有了顯著異常變化。由此可知，震前地磁數(shù)據(jù)的異常表現(xiàn)引起世界范圍內(nèi)科學(xué)家的廣泛關(guān)注，磁異常的信號(hào)頻率逐漸延伸挖掘到VLF頻段。
（7)VLF電磁波與地震的關(guān)聯(lián)機(jī)制：在傳播機(jī)制上，VLF電磁波在地-電離層波導(dǎo)中的傳播可能為即將發(fā)生的地震提供指示(Baba,Hayakawa,1996)，對(duì)電離層VLF電磁行電場的動(dòng)態(tài)背景場研究為使用VLF信號(hào)預(yù)測(cè)地震的研究提供了一定的標(biāo)準(zhǔn)(楊牧萍等，18）；日本地震的震前電磁數(shù)據(jù)研究表明，VLF信號(hào)與地震發(fā)生的關(guān)聯(lián)性較為明顯(Rodger etal，1999)，強(qiáng)震地基數(shù)據(jù)與VLF信號(hào)數(shù)據(jù)具有較好的相關(guān)性（Rozhnoi et al.,15）；青海省王樹縣Mg7.1……
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