震前次声波信号的特征与分析

摘要

地震是一种严重的自然灾害，它的发生给人类的生命和财产造成了巨大损失。然而地震预报特别是短临地震预报是世界性科学难题。全世界地震预报的方法很多，近年来北京工业大学地震研究所在临震预报取得了较为突出的进步。而次声波观测作为北京工业大学地震研究室临震预报的重要方法之一，经过十多年的观察和摸索，发现它在预测地震中起到了很好的作用。十多年来，北京工业大学地震研究所积累了大量地震前次声信号异常的宝贵资料.对该资料做系统和科学的分析和处理，找出地震前次声波的特性以及震前次声波信号与地震的相关性对以后的地震预报具有十分重要的参考价值。这也是本课题的所要研究的内容和意义所在。 本课题主要以1992年1月1日到2005年04月31日期间北京工业大学地震研究所在地震(七级以上)前接收到的次声波异常信号为研究对象。通过地震波图数字化及数据库管理系统对信号进行数字化处理，应用傅立叶变换与小波分析的理论对原始信号进行频域分析，找出信号的内部特征。接下来应用随机过程与相关理论的知识论证了地震前接收到的次声波异常信号与地震发生的相关性。研究结果表明地震前接收到的次声波异常信号与地震发生相关，而与太阳黑子发生的相关性不显著。由于最近几年台湾地区、日本地区的大地震频频发生，本课题又对两个地区的地震前接收到次声波异常信号进行了深入研究，台湾地区的震前接收到的次声波异常信号的频率很低，主要集中在(0，4×10-3)Hz频段，日本地区的震前接收到的次声波异常信号，频率很低，主要集中在(0，7×10-3)Hz频段。从小波分析可以看出台湾地区地震前接收的次声波异常信号和日本地区地震前接收到的次声波异常信号都是大的小波系数集中在低频部分，高尺度部分信号表现出时空对称有序性，在低尺度部分信号突变明显。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1概述

1.2国际上地震预报的方法和研究水平

1.3我国的地震预报方法和研究水平

1.4选题来源、研究内容、目的

1.5本章小结

第2章原始信号的频谱分析

2.1地震图纸数字化及数据库管理系统软件的使用

2.1.1地震前接收到的次声波异常信号图数字化的意义

2.1.2地震波图纸数字化及数据库管理系统软件系统具体应用

2.2 Matlab软件简介

2.3信号处理理论简介

2.3.1信号基本概念

2.3.2傅立叶变换

2.3.3连续小波变换

2.4信号处理具体操作

2.5本章小结

第3章震前次声波异常信号与地震发生相关性分析

3.1有关理论简介

3.1.1随机信号与随机过程

3.1.2互相关函数rxy、互相关系数Rxy的定义与估计

3.1.3相关系数的检验

3.2模型建立

3.3震前次声波异常信号与地震发生相关性分析

3.3.1次声波异常信号序列与发震能量序列

3.3.2信号序列InfraS(i)、地震发生序列EarthQ(i)的时间追踪法分析

3.3.3次声波异常信号与地震能量序列的相关系数检验

3.4次声波异常信号与太阳黑子发生的相关性分析

3.4.1次声波异常信号序列与太阳黑子序列

3.4.2次声波异常信号序列与太阳黑子序列的相关系数检验

3.5本章小结

第4章台湾和日本地区的地震前次声波异常信号的特征分析

4.1概述

4.2台湾地区的地震分析

4.3日本地区的地震分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢