海潮对宁波地震台VS型垂直摆观测值影响.doc

海潮对宁波地震台VS型垂直摆观测值的影响 夏超德 （浙江省宁波地震台，浙江 宁波 315029） 摘要：宁波地震台地处沿海，受海潮影响大。VS型垂直摆倾斜仪所记录的东西、北南向观测值在同一数量级，与理论固体潮有较大的差异，且与我省其它地区的地震台记录迥然不同。该台地倾斜资料与日月形成的海水潮汐关系密切，用其分钟值绘矢量图，发现每日的矢量图规律性强。本文拟对此作探讨分析。 关键词：数字VS型垂直摆，地倾斜，海潮，固体潮 0 引言 宁波地震台地处沿海，北、东两面临海，受海潮影响甚大，数字VS垂直摆两分向所记固体潮呈现每日双峰双谷的正弦波，与海水潮汐波动极为相似，用其所绘矢量图轨迹呈现有规律的不闭合双椭圆变化。由于该地区为少震、弱震区，是一个客观环境条件较为平静的前兆观测台站，所观测的地倾斜，可以当做正常场的变化规律来研究，容易找出海潮对固体潮观测的影响。 1 台站地质构造及观测条件 宁波简称“甬”，位于我国海岸线中段，浙江宁绍平原东端。东有舟山群岛为天然屏障，北濒杭州湾，西接绍兴市的嵊县、新昌、上虞，南临三门湾，并与台州的三门、天台相连。在漫长复杂的地质历史中，宁波地区经历了不同的地质时期的构造运动，自下而上形成了：由古老基底、火山岩盖房和松散堆积物表层组成的地壳中上部，以及北东向、北北东向、北西向和东西向断层组成的断裂系统。进入宁波城区主要有四条区域断裂带，每条断裂带均由数条主干断层和平行的旁侧断层组成。分别是：(1)宁波—庆元北东向大断裂 (2)镇海—温州北北东向大断裂 (3)余姚—五乡北西向隐伏断层(4)昌化—普陀东西向断层，见宁波地区地质构造背景（图1）。 宁波有漫长的海岸线，港湾曲折，岛屿星罗棋布。宁波沿海潮汐属不正规半日潮型，一天有两个高潮和两个低潮。平均高潮为吴淞零点以上3.14米，最高潮位4.86米，平均低潮位1.47米，最低潮位为0.31米。三门湾、象山港、甬江的潮差自南向北递减，甬江镇海口外的潮流，每逢农历初一、十五朔望日涨于十一时一刻。 图1 宁波地区地质构造背景 宁波地震台位于杭州湾南岸，宁波盆地北部山区与平原交界处的江北区庄桥街道灵山村（海拔20m）。东、北面临海，距海岸最近16km、20km。该台地处于少震、弱震区，周边没有明显的人为干扰因素，是一个客观环境条件较为理想的前兆观测台站。地倾斜观测仪器安装在台内进深约43ｍ的人工开凿的专用山洞仪器室内，洞内台基为上侏罗统火山岩，岩性致密坚硬，整体性好，洞室顶覆盖层厚在30ｍ以上，山坡上有杂草松树等植被，洞内有七道防护门，仪器室内日温差极小，年温差小于0.3℃，常年保持在18.1℃左右，湿度大于95%。VS型垂直摆倾斜仪在山洞内的仪器室内 2 观测内容及仪器 地球处于月球的引力场内，月球在地球内部某点的引力(指月球作用在该点上的质量为一个单位的质点上的力)减去月球在地球质心处的引力，为月球在该点的起潮力。月球在地球内部各点的引力方向和大小都不相同，但月球在地球内部形成的起潮力，对过地心且垂直于月心和地心连线的平面来说，大体上呈对称分布。它使地球在月心和地心连线的方向上，向两侧拉伸，而使地球在过地心且垂直于月心和地心连线的方向上压缩。同理，太阳在地球内部形成的起潮力，使地球在地心和日心连线的方向上，向两侧拉伸，而使地球在过地心且垂直于日心和地心连线的方向上压缩。地球整体在月球和太阳的起潮力作用下发生的形变，为固体潮。地面上某点重力与起潮力的合力方向，为该点的瞬时垂线，与瞬时垂线垂直的平面，为瞬时水平面。地平面相对瞬时水平面的变化，为地面倾斜。地面倾斜是一个矢量，用倾斜方向和倾角来度量，它一般分解为南北和东西两个分量。但是，地球不是刚体，受地质、地理条件的影响。在起潮力作用下，地面各点的升降高度并不相同，因而造成地表面相对刚体地球模型表面的倾斜程度不同。海洋表面由于受到月球和太阳的引力以及地球公转、自转的影响，而产生海面周期性规则的升降变化，海面周期性的涨落就是海洋潮汐。在沿海地区由于受海洋潮汐的影响，地倾斜的变化表现为受海潮半日潮控制。像宁波这种沿海地区，距离海岸较近，海水的涨落对地倾斜影响较大。 中国地震局地震研究所研制的数字化VS型垂直摆倾斜仪，观测灵敏度优于0.001角秒，仪器日漂移小于0.005角秒，完全可以观测到地面的相对倾斜量。该仪器每天可定时向省局自动传输数据，台站也可通过计算机收集前一天及当天的分钟值和整点值数据，长图记录仪同步记录实时曲线。在近几年的运行过程中，资料连续率在99%以上。观测到的地倾斜固体潮南北向最大日振幅0.034角秒，东西向最大日振幅0.065角秒。 3 资料分析 地球上的引潮力因时因地而异。在不同经纬度地区其潮汐幅值不同。图2为宁波台1个月的倾斜固体潮理论值、实际观测值和海潮值。固体潮理论值采用IES2000软件