大地测量与地球动力学

周期类型	测道	变化特征	长、短周期共同空区
短周期(包括约8 d、10 d、15 d、30 d)	EW	1985下半年、1990年、1993年、2003下半年、2019下半年	空区	1990上半年(NS) 2000年(NS) 2003下半年(NS) 1982上半年(EW) 2003下半年—2004上半年(EW) 2008下半年(EW)
NS	1982上半年、1992下半年—1993上半年、2003下半年— 2005上半年、2007—2008上半年、2011下半年—2012年、2015下半年—2016年、2019下半年
年长周期	EW	1981—1983年、1989—1992年、1999下半年—2003年、2008下半年—2010年	空区
NS	1981—1983年、1989—1992年、2000—2004上半年、2008下半年—2011上半年

周期类型	测道	变化特征	长、短周期共同空区
短周期(包括约8 d、10 d、15 d、30 d)	EW	1985下半年、1990年、1993年、2003下半年、2019下半年	空区	1990上半年(NS) 2000年(NS) 2003下半年(NS) 1982上半年(EW) 2003下半年—2004上半年(EW) 2008下半年(EW)
NS	1982上半年、1992下半年—1993上半年、2003下半年— 2005上半年、2007—2008上半年、2011下半年—2012年、2015下半年—2016年、2019下半年
年长周期	EW	1981—1983年、1989—1992年、1999下半年—2003年、2008下半年—2010年	空区
NS	1981—1983年、1989—1992年、2000—2004上半年、2008下半年—2011上半年

基于小波分析的地电阻率与固体潮周期相关性分析

郭建芳 ¹^,² , 刘哲 ¹^,² , 郭骄 ¹^,² , 王枭一 ¹^,² , 阴佳诗 ¹^,²

大地测量与地球动力学 | 地球物理解释 2025,45(4): 409-417

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大地测量与地球动力学 |地球物理解释 2025 , 45 (4) : 409 -417

基于小波分析的地电阻率与固体潮周期相关性分析

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郭建芳¹^,², 刘哲¹^,², 郭骄¹^,², 王枭一¹^,², 阴佳诗¹^,²

作者信息

1 河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站, 河北省邢台市泉北西大街1540号, 054000

2 河北省地震局唐山地震监测中心站, 河北省秦皇岛市联峰路313号, 066100

作者简介:

郭建芳, 高级工程师, 主要从事电磁和流体监测及分析预报研究, E-mail: gjfzyy76@sina.com

Correlation Analysis between Earth Resistivity and Earth Tide Period Based on Wavelet Analysis

Jianfang GUO¹^,², Zhe LIU¹^,², Jiao GUO¹^,², Xiaoyi WANG¹^,², Jiashi YIN¹^,²

Affiliations

1 Hebei Hongshan National Observatory on Thick Sediments and Seismic Hazards, 1540 West-Quanbei Road, Xingtai 054000, China

2 Tangshan Earthquake Monitor Center, Hebei Earthquake Agency, 313 Lianfeng Road, Qinhuangdao 066100, China

GUO Jianfang, senior engineer, majors in electromagnetic and fluid monitoring and analysis forecasting, E-mail: gjfzyy76@sina.com

出版时间: 2025-04-15 doi: 10.14075/j.jgg.2024.05.206

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摘要

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运用小波分析对昌黎台1981—2020年地电阻率和面应变固体潮理论值进行相干谱计算。结果显示，整点值计算结果12 h、24 h周期谱相关性较显著，频次约在1~4次/月，每次持续2~3 d左右，但出现时间不规律；各周期成分在时域变化中正负相关性比较杂乱，无稳定性。日值计算结果主要存在两类周期成分，一是8~30 d内的8 d、10 d、15 d、30 d短周期，二是较长的半年、年周期。其中，短周期成分连续性差，频次约3~5次/a, 在时域变化中正负相关性较杂乱；半年和年尺度的长周期相关性相对显著，持续时间多连续且变化相对稳定，年周期成分出现时间多于半年周期。年周期相关性最稳定，呈负相关，半年周期相关性稍差，正、负相关均有。日值小波相干谱还显示了长、短周期空区的存在，与震情有关，主要反映了本辖区应力场变化和远场大震的调制作用。

关键词

小波相干谱 / 地电阻率 / 面应变固体潮 / 周期相关性 / 周期异常空区

Abstract

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The wavelet method is used to calculate the coherence spectrum of the ground resistivity and the theoretical value of surface strain Earth tide at Changli station during 1981 to 2020. The results show that the 12 h and 24 h period spectra of the calculated results are significantly correlated, with a frequency of about 1 to 4 times/month, each lasting about 2 to 3 d, but the time is irregular. The positive and negative correlations of each periodic component are chaotic and unstable in time domain. The results of daily value calculation mainly have two types of cycle components, one is the short cycle of 8 d, 10 d, 15 d and 30 d within 8 to 30 d, and the other is the longer half-year and annual cycle. The continuity of short-period components is poor, the frequency is about 3 to 5 times/year, and the positive and negative correlations are chaotic in the time domain. The correlation between the half-year and annual scales is relatively significant, the duration is more continuous and the change is relatively stable, and the annual cycle component appears longer than the half-year cycle. The correlation of annual cycle is the most stable and negative correlation, and the correlation of half-year cycle is slightly worse, with both positive and negative correlation. The daily wavelet coherence spectrum also shows the existence of long and short period gaps, which are related to the seismic conditions, mainly reflecting the stress field changes in the area and the modulation effect of far-field large earthquakes.

Key words

wavelet coherence spectrum / ground resistivity / surface strain Earth tide / periodic dependence / period abnormal blank area

引用本文

郭建芳, 刘哲, 郭骄, 王枭一, 阴佳诗. 基于小波分析的地电阻率与固体潮周期相关性分析. 大地测量与地球动力学, 2025 , 45 (4) : 409 -417 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.05.206

Jianfang GUO, Zhe LIU, Jiao GUO, Xiaoyi WANG, Jiashi YIN. Correlation Analysis between Earth Resistivity and Earth Tide Period Based on Wavelet Analysis[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2025 , 45 (4) : 409 -417 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.05.206

正文

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因固体潮具有广域性，理论上地电阻率时序变化中应包含固体潮信息，但多数台站地电阻率日变化幅度较小或监测效能微弱，无法肉眼分辩。而岩石电阻率的相对变化量与体应变之间的比例系数K(放大系数)远大于固体潮引起的地电阻率相对变化量^[1]，因此固体潮信息在地电阻率日变中的影响因子较小，但也有学者对地电阻率中固体潮信息进行了分析提取^[2]。

本文基于小波分析方法，计算地电阻率与面应变固体潮理论值的小波相干谱。小波相干一般反映序列间周期性“变化趋势”的一致性，并不直接反映变化周期的强度关系^[3]。由于相关研究较少，不同台站变化特征也不尽相同，本文仅利用昌黎台资料作初步分析，以期对地电阻率和面应变固体潮周期谱的相关性和地震前后周期谱特征有所认识和了解。

1 研究区介绍

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昌黎台建于1969年，地电观测始于1970年。台站位于燕山山前冲积平原，属华北地台燕山沉降段东段，东侧约5 km有NE向宁河-昌黎断裂，西侧约20 km和65 km分别有NW向滦县-乐亭断裂和NE向唐山断裂(图1)。台站附近中小地震活动与唐山老震区地震活动水平息息相关，典型历史地震有1975年海城M_S7.3和1976年唐山M_S7.8地震，震中距分别为339 km和70 m。

宁河-昌黎断裂为燕山隆起、山海关隆起与黄骅拗陷的分界断裂，长期控制着西北侧隆升、东南侧下沉的差异运动，是研究区主干断裂。该断裂西南起自宁河，向东北经滦南至昌黎，后延入渤海，走向NE50°~70°，倾向SE，倾角35°~70°，为上陡下缓的铲形正断层，总长超过170 km。断裂形成于前震旦纪，中生代又有强烈活动，其东南盘下降，堆积了很厚的中生代碎屑岩系；西北盘上升，缺失中生代地层。该断裂新生代活动强烈，东南盘在第三纪强烈下沉，形成厚达4 000 m左右的堆积盆地，西北盘仍然上升，缺失第三系沉积层。1976-11-15宁河M_S6.9地震发生在该断裂带南端，是唐山M_S7.8地震的余震。

唐山断裂带是与褶皱伴生的一条复杂断裂构造带，由一系列相互平行的NNE-NE向断裂组成，控制着研究区地震与地质构造活动。断裂附近地区的积水洼地呈NE向展布，洼地集中带与稀少带相间分布，显示出NE向构造(褶皱和断裂)的最新活动。断裂带主要由唐山-古冶断裂、巍山-长山南坡断裂和陡河断裂3条紧密相邻的NE向断裂组成，向西南在丰南附近被近EW向的丰台-丰南断裂切割，与NE向的王兰庄东支断裂、西支断裂错列连接。唐山M_S7.8地震发生在该断裂带中段附近，使地表产生了8 km长破裂带。滦县-乐亭断裂为高角度逆冲型断裂，整体呈弧形，北段走向近SN，南段呈NW向。地貌上，沿断裂走向发育线性断层残山。沉积上，断裂东侧以滨海相沉积为主，发育砂丘、海蚀穴或陆连岛，西侧沉积相以三角洲和湿地为主；断裂两盘滦河冲积扇叠加堆积，呈现滦县-乐亭断裂最新的活动特征。该断裂带是1945年滦县M_S6.25和1976年滦县M_S7.1地震的发震构造带。

测区第四系覆盖层厚70 m，含水层发育，总厚度为20~30 m，基岩风化厚度为8 m，主要开采20 m和30 m两个含水层，含水层岩性为粗砂和中砂。台址电性结构有4层，分别为h₁=6 m、ρ₁=45 Ωm；h₂=24 m、ρ₂=90 Ωm；h₃=85 m、ρ₃=55 Ωm；h₄=∞、ρ₄=1 300 Ωm。第1~3层为第四系覆盖层，低阻且为地电阻率观测的主要影响层；第4层为燕山期花岗岩高阻层^[4]。历史上，地电观测仪器经历了DDC-2B型电子自动补偿仪(1970—1999-04，每5 h手动观测1次)、ZD8B地电仪(1999-05—2013-04，数字化时值采样)、ZD8M地电仪(2013-05至今，数字化时值采样)，各套仪器观测数据稳定，年度连续率在99%以上，月观测精度k_{σ_n－1}≤0.3%，年变动态清晰，属冬高夏低型。

2 分析方法

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2.1 计算过程

面应变固体潮理论值来自MapSIS软件下载的整点值、日值、月值，地电阻率数据来自本台站产出的整点值、日值、月值(均与中国地震台网中心数据库同步)。计算过程首先对地电阻率和面应变固体潮理论值数据进行预处理，修正错误数据或对少量缺记数据进行三次样条插值法补充，得到2个相同时域的时间序列；其次，分别进行连续小波变换、交叉小波变换、小波相干谱计算，展示2个时间序列的响应变化、不同尺度周期特征和相关性。本文仅展示小波相干谱可视化图形，并进行深入探讨。

2.2 小波分析

小波分析方法可描述信号在频率域(或尺度)和时域(或空域)方面的分布特征，并对信号进行实时局部分析。小波分析的优势在于其能发现不易识别的和被隐藏于数据之中的结构特征信息^[3]。本文采用Morlet小波作为母小波，给定时间序列x(t)，连续小波变换定义为^{[3, 5]}：

(1)

$W_x(\tau, s)=\int_{-\infty}^{+\infty} x(t) \bar{\varphi}_{\tau, s}(t) \mathrm{d} t$

式中，τ、s为位置和尺度参数；

$\bar{\varphi}_{\tau, s}(t)$

为经过伸缩平移后得到的一簇小波函数。

小波功率谱反映了时间序列在给定时频域内的波动或方差，其值越大，波动越大，其定义为：

(2)

$\left|W_{x y}(\tau, s)\right|^2=\left|W_x(\tau, s)\right|^2\left|\bar{W}_y(\tau, s)\right|^2 \text { (2) }$

式中，${\rm{\bar W}}$_y(τ, s)为复共轭函数。

2.3 交叉小波变换

交叉小波变换是将小波变换和交叉谱相结合的计算方法，研究2个时间序列在时频域中的相关程度，可以得到信号的相位关系和相关性强弱。对于时间序列x(t)、y(t)，定义为：

(3)

$W_n^{x y}=W_n^x W_n^{y *}$

式中，*表示复共轭，对应交叉小波功率谱密度为|W_n^xy|，其值越大，说明二者共有的高能量区相关性越显著。显著性检验采用一阶自回归过程的红噪声检验，每个尺度上用COI以外的值以5%的显著水平进行估计(COI指小波功率谱影响锥，表示小波谱区域以及相应的边缘效应，在COI边缘小波谱值会下降e^－2^{[3, 5]})。

2.4 小波相干谱计算

小波相干谱可以度量时间-频率空间中2个时间序列X_n、Y_n局部相关的密切程度(协方差强度)，即使2个时间序列对应交叉小波能量谱中低能量的区域在小波相干谱中也会表现得显著相关，这是交叉小波功率谱所不具备的功能。具体公式为^[5]：

(4)

$R_n^2(s)=\frac{\left|S\left[s^{-1} W_n^{X Y}(s)\right]\right|^2}{S\left[s^{-1}\left|W_n^X(s)\right|^2\right] S\left[s^{-1}\left|W_n^Y(s)\right|^2\right]}$

式中，S为平滑算子，具体为：

(5)

$S(W)=S_{\text {scale }}\left\{S_{\text {time }}\left[W_n(s)\right]\right\}$

式中，S_scale为小波坐标尺度的平滑；S_time为时间尺度的平滑。Morlet小波平滑窗口定义为：

(6)

$\left.\left.S_{\text {time }}(W)\right|_s=\left(W_n^*(s) c_1^{\frac{-t^2}{2 s^2}}\right) \right\rvert\, $

(7)

$\left.S_{\mathrm{time}}(W)\right|_s=\left.\left(W_n^*(s) c_2 \Pi(0.6 s)\right)\right|_n$

式中，c₁、c₂为标准化常量；*为复共轭；Π为矩阵函数。小波相干谱的显著性检验采用蒙特卡罗方法，相干谱值介于0~1，值越大，相关性越强。

3 周期相关性特征分析

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3.1 日尺度特征

在诸多地震前兆监测手段中，大地电场、地下水位、形变类监测等都可以获得较明显的固体潮信息^[6-9]。固体潮周期包含长周期、周日、半日、1/3日、1/4日^[6]，其中，周日、半日、1/3日波谱最容易识别。选择2011年昌黎台EW道地电阻率和面应变固体潮理论整点值计算小波相干谱。经反复调试，认为每月取16~18 d连续观测的整点值较合理，能显示更多的各周期成分，结果见图2。图中，色柱表示显著性强弱；粗黑色实线区域表示通过了95%显著性检验；细黑色实线为小波影响锥边界(COI)，内部为有效谱值区；箭头向右表示相位正相关，向左表示负相关，垂直向下表示前一序列提前后一序列1/4个周期变化，反之滞后1/4个周期变化，下同。结果显示：1)在通过95%显著性检验的周期谱中，置于圆锥形区域内的周期成分95%以上分布在8~30 h之间，均值在12 h、24 h浮动，说明昌黎台地电阻率12 h、24 h周期成分显著；2)各周期成分频次在1~4次左右/月，每次持续天数大多在2~3 d左右；3)各周期成分的正负相关性比较杂乱，在时域变化中无稳定性；4)计算多个台站数据发现，同一台站固定存在的几个显著周期成分(如8 h、12 h、24 h)一般不会改变，但不同台站所处位置不同，包含的周期成分有差异。

3.2 年尺度特征

整理1981—2020年昌黎台NS、EW两道地电阻率和面应变固体潮理论日值，结果见图3~4。整体来看，大致有2类周期成分相关性显著：1个月之内的短周期和半年、年尺度的长周期。1)短周期成分主要出现在8~30 d内，如约8 d、10 d、15 d、30 d，这类周期在昌黎台连续性差、频次约3~5次/a，箭头指示杂乱无章。2)半年和年尺度长周期相关性相对显著，持续时间多连续且变化相对稳定，年周期成分出现时间多于半年周期。从箭头指示方向看，年周期的相关性较强，呈负相关；半年周期的相关性稍差，正、负相关均有。3)个别年份存在长、短周期空区现象，其中2001—2010年两测道均比其他年份更显著，本文作异常看待。空区时间整理见表1，其中2017—2020年台站测区附近安装了蒸汽金属管道，且距离EW道较近(约400 m)，导致两测道年周期谱值不同程度的增大。目前，NS道年周期谱值介于1~2 a，变化始于2017下半年，EW道介于1.2~2.6 a左右，变化始于2017年初，影响时差与施工进度有关。此现象不作异常看待。

4 周期空区异常机理

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由日、月潮力位引起的不同固体潮前兆现象(如重力、倾斜和应变固体潮观测)均同源，其内在联系可表征地球弹性力学性质^[6]。地电阻率变化影响因素很多，其中固体潮信息在部分台站观测资料中是客观存在的^[3]，变化机理与岩土层介质受各方应变有关。在不同加压方式下，其固体骨架的电导率、孔隙和裂隙中矿化水的电导率、气或汽的电导率等可能发生变化^[10]。但由于地电阻率观测记录固体潮信息的能力微弱，原始测值难以用肉眼分辨，多用数学方法进行提取。本文计算采用的理论固体潮不受观测条件影响，只与台站位置(纬度)有关，故各台不同周期变化特征不尽相同。加之各台地电阻率观测受局部测区观测条件、气象因素、环境干扰等不同的影响，小波相干谱提取效果也有差异。

某段时间长、短周期谱的消失，意味着地电阻率观测数据未记录到固体潮信息或被其他信息掩盖，且持续几个月甚至1~2 a，最有可能的原因是地球物理场的微观变化，更确切的说是地壳介质力学状态的变化，可能与震情有关。针对2001—2010年空区多于其他年份的现象，有2点认识：

1) 昌黎台EW道地电阻率原始观测数据年变趋势在2000年出现转折迹象(图5(a))，由下降转为上升，2001—2010年处于10 a上升期，之后又开始下降，但同期NS道数据变化平稳，之后也同步下降。整体看，仅这10 a两测道变化趋势有差异(除2017年之后EW道受环境干扰数值下降速率快)。图5(b)~5(c)显示，2001—2010年固体潮数据变化正常、降水量年度趋势略上升，对于昌黎台而言，降水量的这种趋势变化应造成地电阻率趋势下降，但实际EW道与此相反，这与该台地下介质电性结构属性决定的变化机理不符，即降水量增加，地电阻率下降，反之上升^[8]。由此看出，EW道地电阻率2001—2010年变化趋势存在异常，而且与固体潮理论值和降水量无关。

2) 该时期处于天体运行约10 a周期变化阶段，多台多测项数据变化证明了其广域性特征。昌黎地区何家庄地震台地下水位观测(位于地电阻率观测点东10 km)2002—2009年出现一轮上升周期(图5(d))，2004-04—08经历了水位偶尔断流、洗井、水位恢复阶段，但对长趋势变化影响不大，这类约10 a周期变化同样在1981—2001年出现过2次，并与唐山地区多井孔水位变化趋势有一致性，是一种多周期的叠加，代表区域应力场变化，且与各观测井的地质构造环境、水文地质环境、地理地貌、观测层位、补给与排泄条件和观测井结构关系不密切^[9]。另外，该时期朝阳台石英摆倾斜观测NS、EW分量变化也显示一个完整周期，分别为趋势上升、下降；合肥台短水准观测趋势上升。这些周期变化与前后趋势不同，且在2010年、2011年左右均又发生转折，转折的原因与2011年日本9.0级地震密切相关，而张渤地震带的转折异常多数出现在2010下半年^[11]。研究表明，大震前地震活动图像首先出现的是长周期(10 a以上)活动特征^[12]，这一现象与上述几个台站同样吻合。

各类周期空区的出现可能与应力场变化息息相关，其一为研究区应力场变化，其二为远场大震的调制作用。秦皇岛-唐山地区(39.0°~40.5°N，117.5°~120°E)1981—2020年M_L≥4地震年频次和全球部分M_S≥8地震年频次显示，空区出现的概率与这2种情况有关，见图6。图6(a)为EW、NS两测道长、短周期异常时间进程，标注的地震为秦皇岛-唐山地区不同县域较显著的M_S≥4地震，1981—1995年期间地震较多，未完全标注；图6(b)为秦皇岛-唐山地区M_L≥4地震年频次；图6(c)为全球M_S≥8地震年频次，这些地震主要位于中国内陆、日本地震带、尼泊尔喜马拉雅地震带、印尼苏门答腊地震带。

图6(a)显示，各个空区时段对应秦皇岛-唐山地区M_S≥4地震的概率较高；图6(b)显示，秦皇岛-唐山地区M_L≥4地震年频次存在2个高频阶段，①段大致为1981—1992年，属于唐山M_S7.8大震余震期，此时全球M_S≥8地震仅1991年出现1次，说明本辖区应力场对中、小地震活动起主导作用，震源区破裂前应力-应变的突变能引起地形变固体潮汐畸变，并出现一定的时空迁移^[13]，近距离的地电阻率观测有可能捕捉到异常信号，而频次增加也意味着被记录到的概率随之增加。②段大致为2001—2012年，此时M_L≥4地震年频次明显偏低，但图6(c)显示该时段M_S≥8地震增加，尤其是对中国大陆影响比较显著的几个大震，如2001年昆仑山口西M_S8.1、2004年苏门答腊M_S8.9、2008年汶川M_S8.0和2011年日本M_S9.0地震。受此影响，环渤海地区2000—2013年M_S4.0以上地震频次明显增多，中国大陆M_S≥5.0地震频次和震级在2008—2010年重新活跃。在电磁、形变、流体、测震学等多个监测手段中同样记录到这些大震的深远影响^{[4, 14-16]}。昌黎台地电阻率分别于2000—2001年、2003—2004年、2008—2009年出现过2次趋势转折异常和3次破年变异常，利用NVRM方法提取的EW道2008—2009年、2012—2013年异常频次明显偏多，这些现象与远场大震的发生有关联性，并与华北大范围背景的地壳介质力学状态的变化有一定联系^[17]。另外，远场大震对固体潮的调制作用有其深刻的地壳动力学环境因素，与大地震带的地质动力机制有关^[13]。

值得注意的是，昌黎台地电阻率只有EW道出现趋势上升异常，查看历史资料发现，这类某一台站仅1个测道出现异常的现象比较常见。如2008年汶川M_S8.0地震前，郫县台NE道、甘孜台EW道出现持续性大幅下降变化，武都台NW道出现近22个月的趋势上升变化^[18]；2021年玛多M_S7.4地震前，震中距400 km内的玛曲台NW道、金银滩台EW道、甘孜台N10°E、拦隆口台EW道地电阻率在震前1~2 a内出现不同程度的年变幅异常和归一化速率异常^[19]；2022年青海门源M_S6.9地震前，金银滩台EW道、山丹台NS道和EW道，武威小西沟台NS道的地电阻率趋势变化和归一化速率出现不同程度的异常^[20]。这些异常多数出现在台站的单个测道中，其原因主要与台站所处的断裂带位置、观测介质各向异性以及地震前后主应力方向变化有关^[21]。

5 其他震例

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图7为昌黎台1975-08—1978-12和定西台2019—2023年地电阻率和面应变固体潮原始日值。可以看出，昌黎台距离唐山M_S7.8地震震中约70 km，EW、NS道地电阻率在M_S7.8地震前无年变形态，震前2~3个月出现加速下降异常，临震前半个月开始出现一系列下降负脉冲变化^[22]，震后恢复正常的冬高夏低型年变。定西台距离门源M_S6.9地震震中约462 km，EW、NS测道地电阻率呈冬低夏高型变化，当出现破年变异常时，易发生地震^[23]。2021—2022年2个测道年变趋势同时下降，年变幅减小，其中2021年夏季还出现小幅下降破年变异常；2023年NS道趋势略恢复上升，但EW道趋势和变幅恢复不如NS道明显，这一现象可能与2022年门源M_S6.9地震有关。

图8~9为昌黎台和定西台地电阻率和面应变固体潮理论日值小波相关谱计算结果。可以看出：1)整体来看，2台都存在相关性较显著的长、短2类周期成分，有共性也有差异。其中，短周期出现频次均是非连续性的，但昌黎台的频次明显低于定西台，半年周期成分在2台也是非连续性的，但年周期成分在定西台能连续多年出现，箭头指示呈负相关。2)唐山M_S7.8地震前后，昌黎台2个测道在1976—1977年上半年各时间尺度短周期空区明显(或短周期成分相对减少)，存在年周期。门源M_S6.9地震前后，定西台2020年下半年至2021年各时间尺度短周期空区同样明显(或短周期成分相对减少)，存在年周期。唐山地震和门源地震的震级较大，震中距有远有近，但周期空区异常均出现在短周期成分的缺失上，对年周期影响不大。昌黎台在1977-04—1978-12出现的年周期成分空区，可能与后期余震有关。

6 结语

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本文基于小波分析方法，对昌黎台1981—2020年地电阻率和面应变固体潮理论值进行小波相干谱计算，得出以下结论：

1) 二者相干谱中12 h、24 h周期成分相关性最显著，出现频次约在1~4次/月，每次持续天数多在2~3 d，但出现时间不规律；各周期成分在时域变化中正负相关性较杂乱，无稳定性。通过分析其他台站周期信息发现，不同位置台站包含的周期成分不尽相同，因台而异。

2) 通过日值计算认为，二者相干谱中主要存在2类周期成分，一是8 d、10 d、15 d、30 d左右的短周期，二是较长的半年、年周期。短周期成分的连续性较差，频次约3~5次/a，在时域变化中正负相关性较杂乱，无稳定性；半年和年尺度的长周期相关性相对显著，持续时间多连续且变化相对稳定，年周期成分出现时间多于半年周期。从指示方向来看，年周期相关性较稳定，呈负相关，但半年周期的相关性稍差，正、负相关均有。

3) 另外，日值小波相干谱还显示长、短周期空区的存在。对比分析空区与秦皇岛-唐山地区M_S≥4地震频度和对昌黎地区有影响的全球M_S≥8地震认为，其间不无关系，反映了地震前后应力-应变场对固体潮畸变的影响。

基金

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中国地震局“三结合”课题(3JH-202402006)
中国地震局地震科技星火计划(XH15005Y)
河北省地震科技星火计划(DZ2023120900012)
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河北省地震科技星火计划(DZ2025081900029)

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2025年第45卷第4期

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doi: 10.14075/j.jgg.2024.05.206

接收时间：2024-05-02
首发时间：2026-10-30
出版时间：2025-04-15

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收稿日期：2024-05-02

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The Spark Program of Earthquake Technology of Hebei Province(DZ2025081900029)

河北省地震科技星火计划(DZ2025081900029)

作者信息

1 河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站, 河北省邢台市泉北西大街1540号, 054000

2 河北省地震局唐山地震监测中心站, 河北省秦皇岛市联峰路313号, 066100

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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