汶川地震前震磁效应的小波分析

王卫东刘新平张永志郑 怡长安大学地质工程与测绘学院，西安 710054陕西省宝鸡市上王地震台，陕西宝鸡 721004陕西省地震局，西安 710068

汶川地震前震磁效应的小波分析

王卫东1）刘新平2）张永志1）郑 怡3）
1）长安大学地质工程与测绘学院，西安 710054
2）陕西省宝鸡市上王地震台，陕西宝鸡 721004
3）陕西省地震局，西安 710068

地震孕育过程中，在区域应力场的作用下地应力不断积累变化，可能导致孕震区地下介质电导率的变化，并可通过感应磁效应等途径产生附加磁场，从而导致磁场的变化。因而地磁台观测到的磁场信息，不仅反映了外空间磁场的变化，也受地震孕育过程的影响。地球磁场谱成分丰富、频带较宽，在地震发生之前，若地下某一深度处的电导率发生变化，由于电磁感应，就能引起相应频率段内地磁场的异常变化。利用陈伯舫（2000）提出的地磁分析“日变幅差”方法，分析了汶川地震前泾阳、连云港、新沂地磁台小波变换后的“日变幅差”特征。

根据陈伯舫先生的方法，选用墨西哥帽小波函数，先分别计算新沂台、连云港台和泾阳台地磁场垂直分量时均值的小波变换Tg，将Tg取绝对值，再计算日均值Tg（24），表示是24个绝对值的平均值，并定义此日均值表示小波变换后的逐日“变幅”（引号表示不是通常所说的日变幅）。最后再计算两台的“日变幅差值”ΔTg（24）。

通常情况下，纬度相同的两台站地磁垂直分量Z日变化差异比较小，其差异更多地反映了局部磁场的变化特征，有可能反映地震孕育过程对磁场的影响。本文选取新沂（34.22°N，118.20°E），连云港（34.36°N，119.10°E），泾阳（34.54°N，108.92°E）3个台站记录的地磁Z分量小时值，利用墨西哥帽小波函数，分别选用小波尺度 a=4和a=6，计算分析了汶川地震前半年（2007年11月30日至2008年5月27日），泾阳台与新沂台及泾阳台与连云港台以及新沂台与连云港台地磁Z分量小波变换后的“日变幅差”特征。

研究结果表明，汶川地震前，小波尺度 a=4和a =6时，泾阳台与新沂台以及泾阳台与连云港台地磁垂直分量Z“日变幅差”曲线都出现了两个超过3倍方差值的“正异常”，两组台站地磁垂直分量Z“日变幅差”曲线的异常出现时间相同，都是震前150天和25天。而新沂台与连云港台的地磁垂直分量Z “日变幅差”曲线在此期间无异常。说明地震孕震区应该距泾阳台较近，泾阳台在其影响范围内，而新沂台与连云港台则在其影响范围以外；而在这一时段内，除汶川地震外，在距泾阳500 km内无5级以上地震，700 km内无7级以上地震，说明此异常很可能为汶川地震孕震过程所产生。汶川地震震中距泾阳台约700 km, 异常还十分明显, 可见8 级大震的影响范围相当大，8级大震的震磁效应, 很可能在700 km内产生影响，但其影响范围无法达到1 500 km（新沂台距汶川地震震中约1 440 km, 连云港台距汶川地震震中约1 530 km）。若此种磁异常产生基于电磁感应, 则正异常意味地下电导率减小，这种现象与陈伯舫先生研究1999年集集7.6级地震，1988年澜沧7.5级地震和1996年宫崎7.1级地震前发现的地磁垂直分量Z“日变幅差”异常相似。与上述地震不同的是，汶川地震前泾阳台与新沂台以及泾阳台与连云港台地磁垂直分量Z“日变幅差”异常表现为“分离式”,即震前一段时间出现异常, 但到发震时异常已结束了，如何根据此类异常判断发震时间和震级还需要进一步研究。