《地震電磁場的特徵及其在地震預警中的套用探討》是依託中國科學技術大學，由高永新擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：地震電磁場的特徵及其在地震預警中的套用探討
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：高永新
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
觀測資料表明，地震發生後可以接收到提前和同步於地震波到達的電磁信號，研究並掌握這些電磁信號的特徵對地震預警、防震減災有重要意義，但目前對地震電磁信號產生的機制尚不清楚。流體飽和孔隙介質中的雙電層動電效應是一種可能的機制，基於動電效應研究地震誘導的電磁場是一項亟待開展和十分必要的工作，對解釋相關地震電磁現象有重要價值。本項目計畫從動電效應角度開展如下研究：（1）基於水平分層模型，數值模擬研究同步於地震波的電磁場的特徵及其與地震波場的相關性，分析同震電磁場識別P波、S波的能力及其套用於地震預警的可能性；（2）針對實際觀測的同震電磁信號，先利用地震波信號反演震源參數，然後對該實測電磁信號正演模擬，將模擬結果與實測信號對比，分析兩者之間的差異及其產生的原因；（3）針對半空間地質模型，建立計算提前於地震波到達的輻射電磁波的圍道積分法，並研究輻射電磁波的特徵和影響因素，分析其在實際地震中的可觀測性。
結題摘要
已有大量觀測資料證實，在地震發生後，震中附近及遠處的台站可以接收到提前和同步於地震波到達的電磁信號，研究並掌握這些電磁信號的特徵對解釋相關地震電磁現象有重要價值，對地震預警、防震減災有重要意義。目前對地震電磁信號產生的機理和特徵尚不清楚。動電效應是產生地震電磁信號的可能機制，本項目研究動電效應產生的地震電磁場，主要取得了如下研究成果：（1）理論研究了水平分層介質中的同震電磁場的特徵及其與地震波場的相關性，初步結果表明同震電磁場與相應的位移場波形相似，但存在相位差，相位差隨著介質分層數量、各層的參數和層厚等變化；（2）基於動電效應理論模擬了2004年 Parkfield 6級地震中所觀測的同震電磁信號，理論計算的同震電場在波形和振幅上很好地解釋了觀測信號，表明動電效應是產生此同震電場有效合理機制。（3）針對半空間模型，建立了計算提前於地震波到達的輻射電磁波的割線積分算法，並研究了輻射電磁波的構成和空間分布特徵及其受震源和介質參數的影響。在本項目的資助下，我們還研究了地震發電機效應誘導的地震電磁場，分別求解出了單點力源和地震矩張量源激發的位移場、電場和磁場的全空間解析解，對一個6.4級的地震模擬表明，當地震波加速度幅度達到0.1m/(s*s)時，同震電場和磁場的幅度分別達到了1μV/m和0.1nT，與2008年5月25日青川6.4級地震中觀測到的電磁場的幅度一致，表明地震發電機效應具有足夠的震電轉換強度產生可觀測的電磁信號，是一種有效的地震電磁場生成機制。另外，我們還比較了地震發電機效應和動電效應產生的電磁場，發現在高電導率地層中地震發電機效應是產生地震電磁場的主導機制，而低電導率地層中動電效應占優勢。
