基于EEMD分解的气压改正方法研究
Method to correct atmospheric pressure effects based on ensemble empirical mode decomposition作者机构：中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室)武汉430071
出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)
年 卷 期：2018年第61卷第2期
页 面：504-520页
核心收录：
学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术]
基 金：中国地震局地震科技星火计划(XH15028) 中国地震局地震研究所所长基金(IS201326131) 中国地震局地震行业科研专项(201508009)共同资助 国家自然科学基金(41304067 41404015 41504011)
摘 要：利用超导重力仪观测数据精确测定低于1mHz的地球自由振荡简正模式的分裂频率,是在不与任何弹性系数发生联系的情况下改善一维密度模型的有效方法.但在该频段台站局部气压变化对重力观测数据的影响成为主要干扰来源,且具有频率依赖特性,因此精细地开展气压改正成为利用超导重力数据检测低频自由振荡信号的必要手段.本文基于EEMD方法,提出了一种具有频率依赖特性的气压改正方法.该方法将重力观测和气压变化分解成处于不同频段的本征模态函数,并在相应频段上分别进行重力—气压变化的回归分析,计算得到具有频率依赖特性的气压导纳值,精细地消除气压变化对重力观测的影响,并以此对微弱低频地球自由振荡信号开展高分辨率分析.基于本文提出的气压改正方法,利用大地震后的超导重力数据检测了频率小于1.5mHz的低频地球自由振荡及其频谱分裂现象.研究结果表明:利用该方法进行气压改正后检测得到的各简正模具有更高的信噪比,估计的本征频率误差水平明显降低,获得的基频球型振荡_0S_2和_0S_3以及一阶球型振荡_1S_2的分裂谱峰的估计精度更高,同时还检测到了部分环型振荡在重力观测中的耦合现象.对低频地球振荡的高分辨率检测结果验证了基于EEMD分解提出的气压改正方法的有效性,同时再次证明了超导重力仪观测数据在低频地球自由振荡检测中的优势.
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