谱分析都是把信号分成调和分量。对剧烈不稳定过程出现的信号如突跳(脉冲),这种方法不太适用。谱分析法只能用于滑动的时间窗。当脉冲经平均之后,脉冲性信号的时间是可以确定的,其精确度约等于时间窗的长度。时间窗长度的剧烈减少,会使谱估计不稳定,会提高纯噪声分量的影响。
众所周知,几乎所有的孕震模型都表明,随着地震发生时间越近,在孕震区内地球物理场变化过程的集合成份越有增加。如果长期和短期前兆带有地球物理场变化过程中那种平稳而普遍的变化,也就是说,有可能利用谱分析方法的话,短期前兆按一般规则则是脉冲性质的,突跳形式的。实际观测显示这是由震源内许多裂缝之间狭小的联接物破裂产生的突发脉冲。因此,利用谱分析不可能在强干扰背景上分离出这种脉冲。
有什么方法可能分析这种脉冲呢?上世纪80年代中期建立了一种所谓的波束理论,也就是小波理论。从上世纪80年代末开始,法国数学家Jngrid Daubechies建立了数学上严格的正交信号级数展开理论,形成了多次解决分析的概念,在信号、渐近函数、压缩信息和计算机制图方面开始了大量应用波束技术的时期。
在短期地震前兆研究项目中,建立了低频地球物理监测系统多维时间序列集合信号的分析程序,其中是把波束,而不是综合示波指数,看作是基本函数,这对分离出这种普遍信号是非常有利的(而用谱分析不可能获得这种基本函数)。
利用集合信号分析程序的另一目标,发现异常变化。同时所有的记录过程变化的结构重建造成了这种异常。如果观测网络布满了所需观测面积的话,这种重构可能就是地壳上层构造能量耗散活化的指示器,在地壳滑动过程中蠕动增强了,地下水迁移了。还有一些类似的异常,与地震活动区里的一般性地震异常是相同的,这就是“慢地震”事件。
慢地震事件与“平静地震”或“迟钝地震”的关系是明显的,无论把它看作是通常地震事件的临界情况,它具有地震能量释放的临界相的特征,还是把它看作是更低频地震辐射的结果,它们都是慢地震的一种类型。观测平静地震,就必须要求提高地震仪的性能。
俄罗斯科学院地震预报讨论会综述(2008年) |