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64——●苏门答膳地震海磷影晌中国华南天气的初步研究 次声波异常信号的分析 夏雅琴秦 飞 魏树红 刘程艳 jE京工业大学地震研究所．北京100022 摘要：近几年来，世界上频繁发生Mj7级以上大地震，2004年12月26日 印度尼西亚发生历史上罕见的M09．3级强震，地震引发海啸，造成巨大的 7．5级地震、10月8日巴 生命和财产损失。2005年9月26日秘鲁发生Mj 基斯坦发生Ms 7．6级大地震，台湾和日本更是地震频繁发生的地区。北京 工业大学的次声观测系统在震前都不同程度地收到了次声波异常信号。本 文以几次大于Ms7级以上地震和风雨信号为例，对接收到的次声波信号进 行了特征分析。 关键词：小波变换；采样频率；功率谱图 1 日本震前次声波信号分析 震例1：2003年9月26日，日本北海道发生Ms8级地震，图1a是 2003年9月24日次声记录仪接收到的次声异常信号。取时间段 13：20一17：25时，使用数字化软件将其转换成数字信号，采样频率 F，=0．196。如图1b所示。 利用Matlab软件对图1b中的信号做3层分解和连续小波变换， 并对近似信号a。做频谱分析。分析结果如图2所示。 图2a为原始信号s及小波分解后的近似口。和细节d，，d：，d。。图 2b为近似信号a。的功率谱图；图2c为原始信号5的小波变换图。 从功率谱图中可以看到该信号的频率主要集中在(0～3．9×10_3 Hz)之间。通过小波分解，可以有效地把信号的高频部分逐层分解出 来。从细节d。，d：，d。可以看到信号的频率在某些时间上发生了突变。 从小波变换图中可以看出，随着尺度增大小波系数逐渐减小，信号频率 降低，并且在不同尺度存在周期性。 第一部分2{}04年印度尼西亚苏门答腊地震灾害链一——65 图1 2003年9月24日接收的次声异常信号 (a)异常信号；(h)数字化后次声波形 是次声波记录仪在lo月27日记录到的信号，图3b是转换成数字信号 后的波形，选取时间段为22：2003：10时。采样频率F，一0．21。 利用同样的方法对该信号做3层小波分解、频谱分析及连续小波 变换。分析结果如图4所示： 通 图4a为原始信号s及小波分解后的近似a。和细节d-，dz…d 过小波分解，可以有效地把信号的高频部分逐层分解出来．近似n。为 低频有用信息。图4b为近似信号a：的功率谱图。从功率谱图中可以 Hz)之间。围4c为原始信号 看到信号的频率主要集中在(o～4X101 s的连续小波变换图：从图中可以看出，随着尺度增大小波系数逐渐减 小，信号频率降低，并且在不同尺度存在周期性。 66——■苏门答腊地震海啸影响中国华南天气的初步研究 3层分解j=as+d3+畦+一 2000 q1500 1000 500 2000 ．1500 1000[二二 500 寸 ．飞 百 FFT谱 一；。夏一、《拦 0 0 1 02 03 04 0 5 频率 (b1 65