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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。