地电场观测中雷电干扰变化特征研究

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1、地电场观测中雷电干扰变化特征研究　　摘要：利用昌黎地震台2002年以来的地电场资料，对观测中常见的雷电干扰问题进行了变化形态特征分析。结果表明：雷电或雷雨在地电场观测中的干扰是无规则变化，多数为高频地上下突跳，且变化幅度视雷电距离不同而各异，6个测道虽能同时记录干扰，但形态或变幅并不相同，通过长短极距幅值比计算结果，此特征显而易见。Abstract：UsingthegeoelectricfielddataofChangliseismostationsince2002，thearticlemakeschangeformfeatureanalysisofcommonlighten

2、ingdisturbanceinobservation.Theresultshowsthatthelighteningdisturbanceinobservationofgeoelectricfieldisrandom，suddenjumpupanddownwithmostlyhigh-frequencyandrangevariesdependingonthedistanceofthunderandlightning，6testroadscanalsorecordnoise，shapeoramplitudevariesbylengthconfigurationandampli

3、tudecalculationresults，thischaracteristicisobvious.关键词：地电场；雷电干扰；变化特征Keywords：geoelectricfield；lightning7disturbance；changingcharacteristics中图分类号：P315文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）07-0326-020引言自然电场、大地电场是构成地电场的两大电场。自然电场是地壳局部物理、化学条件变化引起的局部性电场；大地电场是太阳、太阴活动和地球自转及星际磁场等引起的地球外部的各种电流系，在地球内部感应产生的分布于整个地球

4、表面或较大区域的变化电场[1]。一般说讲，自然电场场源的空间尺度与大地电场的场源相比要小的多，因此局部结构所造成的场的空间分布的差异，自然电场比大地电场要大[2]。7雷电在地电场观测中是不可避免且难以克服的自然电场干扰，雷电形成时，雷雨云底部集中了单极性电荷（如负电荷），由于对地电场的作用，雷雨云下部的大地感应出相应的正电荷，这就形成了静电感应电场。当雷击放电发生时，雷云和大地之间的电场消失，但雷电在周围空间形成很强的电磁场，由于电磁感应，在被保护物上会产生感应过电压[3]。虽然多数台站做了避雷装置，但就近十几年的观测条件来看，保证观测仪器在强雷电出现时不被击坏最好的方式就是

5、关机，因此造成缺记。随着避雷技术的不断改善和发展，雷电期间的“断记”现象也许是可以避免的，这就要求分析人员提高识别此类干扰的能力。地电场日常观测资料记录到的干扰形态有多种，想区分各类噪音的来源是比较困难的工作，在分析预报工作中提取地震前地电场异常的方法有多种[4-5]，多注重地震异常特征的提取。对于雷电的影响，虽然台站多有日志备注，但雷雨对地电场观测干扰特征的详细分析，相关文献记录较少，本文旨在利用昌黎台地电场观测资料，对雷雨的干扰特征做一详细分析，从而有助于识别此类干扰并能正确排除。1装置系统介绍自2001年10月起，工作人员采用ZD9A的观测仪开始观测昌黎台大地电场，分钟

6、值采样，采用Pb-PbCl2固体不极化电极，“L”式布设，架设NS、EW、N45°E三个测向，长、短共6个测道，“O、O′”为NS、EW方向长、短极距垂直公共点，NS、EW测向长、短极距各为300m、150m。2011年1月将“九五”仪器ZD9A更换为“十五”仪器ZD9A-Ⅱ，主要技术指标如下：①测量准确度优于±（0.1%读数+0.02%满度）；②测量分辨力优于10μV；③测量范围1000.000mV；④动态范围≥100dB；⑤频带范围DC-0.005Hz；⑥工频共模抑制比≥150dB，工频串模抑制比≥100dB；⑦测量通道6个；⑧采样率1次/（分钟.通道）。2雷电干扰形态特

7、征7雷电出现时多伴随降雨，故台站观测日志中此类干扰的记载一般为“雷雨”，通过整理多年资料分析，雷电和降雨的干扰形态差别不大，但根据雷的距离不同，有可能其变化幅度比降雨明显。挑选2012年6月18日雷电变化和2012年7月9日降雨变化分钟值，有雷电和降雨时，6个测道同时出现扰动，但各测道扰动形态、变幅并不一致，由此可见此类干扰是杂乱无章的，多为高频突跳，扰动大小与雷区远近有直接关系。另外雷、雨同时出现时，形态一般难以区分，类似方面的分析在相关文献有所记载，不再赘述。3雷电与前兆异常特征的区别7对于地电场观