全建軍 鄭永通 王紹然 陳珊樺 方傳極

1) 福建省地震局永安地震臺(tái)，福建 永安 366000

2) 福建省地震局龍巖地震臺(tái)，福建 龍巖 364000

3) 福建省地震局泉州地震臺(tái)，福建 泉州 362000

4) 福建省地震局南平地震臺(tái)，福建 南平 353000

0 引言

地震前兆臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤研究，是中國(guó)地震局實(shí)施的一項(xiàng)非常重要的工作，其目的是促進(jìn)地震前兆臺(tái)網(wǎng)日常工作重心從觀測(cè)為主，向觀測(cè)、應(yīng)用并重轉(zhuǎn)變[1]。該項(xiàng)工作自2014 年8 月正式開(kāi)展至今已近5 年，工作成效明顯。數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄已成為臺(tái)站觀測(cè)報(bào)告、臺(tái)站觀測(cè)典型事件報(bào)告、臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)報(bào)告、地震事件簡(jiǎn)報(bào)、儀器觀測(cè)質(zhì)量評(píng)估的重要信息來(lái)源[2]，有利于臺(tái)站人員對(duì)各類事件分析總結(jié)，對(duì)下次遇到類似問(wèn)題能得以快速解決，同時(shí)也對(duì)提升臺(tái)站地震監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)應(yīng)用效能有很大幫助。經(jīng)歷觀測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析的過(guò)程，可以拓展基層臺(tái)站人員思維，使臺(tái)站人員由單一的日常觀測(cè)向資料的綜合分析應(yīng)用轉(zhuǎn)變，使其更為注重前兆資料的特征分析以及異常信息的判斷識(shí)別；也將臺(tái)站日常觀測(cè)任務(wù)上升到一個(gè)更高層次，鼓勵(lì)前兆臺(tái)站工作人員通過(guò)第一手前兆數(shù)據(jù)，積極進(jìn)行資料分析研究與產(chǎn)出應(yīng)用，為我國(guó)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及有關(guān)學(xué)術(shù)研究給予數(shù)據(jù)支持，有利于地震 “監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、科研” 的有機(jī)結(jié)合。

地磁觀測(cè)是地震前兆觀測(cè)方法之一，通過(guò)地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析產(chǎn)出的事件記錄，展現(xiàn)了地磁臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化情況。研究時(shí)，將觀測(cè)數(shù)據(jù)在不受任何干擾情況下的變化動(dòng)態(tài)作為正常動(dòng)態(tài)，其反映了臺(tái)站的地球物理（化學(xué)）觀測(cè)數(shù)據(jù)序列的正常變化狀態(tài)，與觀測(cè)系統(tǒng)、場(chǎng)地環(huán)境、自然因素、人為干擾影響下引起的觀測(cè)數(shù)據(jù)偏離，反映短期地球運(yùn)動(dòng)與變化過(guò)程的地球物理事件，及有待查明誘因的不明原因事件進(jìn)行區(qū)分。由于地磁觀測(cè)物理量所受的干擾因素較多[3]，涉及的地磁觀測(cè)儀器較廣，加之臺(tái)站人員對(duì)軟件和規(guī)范更新修訂不夠了解[4]，所以很多地磁臺(tái)站對(duì)排除數(shù)據(jù)跟蹤分析工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，普遍感到經(jīng)驗(yàn)不足。本文從事件分析描述、事件起止時(shí)間、圖件繪制與標(biāo)注、事件類型分類及記錄、地球物理事件分析等多個(gè)方面進(jìn)行介紹，以此分享地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作的經(jīng)驗(yàn)，以期提高地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用服務(wù)水平。

1 前兆數(shù)據(jù)跟蹤分析工作近況

國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)中心的數(shù)據(jù)跟蹤分析工作，于2014年7 月開(kāi)始施行，至今已積累大量以周、月和年為時(shí)間尺度的跟蹤分析產(chǎn)品，為全面了解地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)背景噪聲提供了參考[5]。目前全國(guó)已有31 家單位開(kāi)展地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析業(yè)務(wù)，參與分析工作的地磁臺(tái)站共計(jì)150 余個(gè)，其中基準(zhǔn)臺(tái)站46 個(gè)，基本臺(tái)站100 余個(gè)，涉及分析的儀器套數(shù)為270 余套。地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析包括周分析和月分析。臺(tái)站值班人員使用 “前兆臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)跟蹤分析軟件” ，每周一定期開(kāi)展前兆數(shù)據(jù)的跟蹤分析工作，系統(tǒng)研究上一周本臺(tái)地磁測(cè)項(xiàng)前兆資料的變化，產(chǎn)出數(shù)據(jù)分析報(bào)告，通過(guò) “前兆臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)” 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一匯總，保存至國(guó)家前兆臺(tái)網(wǎng)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)，并依托臺(tái)網(wǎng)中心的網(wǎng)站提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。地磁臺(tái)站的值班人員根據(jù)《數(shù)據(jù)跟蹤分析技術(shù)指南》制定的分析步驟，對(duì)本臺(tái)站地磁數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行判斷；當(dāng)?shù)卮刨Y料出現(xiàn)顯著變化時(shí)，需對(duì)臺(tái)站觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)展分析，例如對(duì)臺(tái)站儀器的運(yùn)行環(huán)境開(kāi)展調(diào)查，排除人為因素以及保障設(shè)施等多方面干擾，結(jié)合臺(tái)站的觀測(cè)與工作日志等相關(guān)信息，得出數(shù)據(jù)變化的原因。地磁臺(tái)站值班人員還應(yīng)在每月5 號(hào)前，進(jìn)行數(shù)據(jù)月分析工作，如找到新的或遺漏的地磁數(shù)據(jù)變化，需補(bǔ)錄到事件記錄并進(jìn)行復(fù)核。區(qū)域前兆臺(tái)網(wǎng)中心在地磁臺(tái)站完成數(shù)據(jù)分析之后的第2 天，需對(duì)臺(tái)站上周所有的事件記錄進(jìn)行審閱；每月10 號(hào)之前還需對(duì)臺(tái)站上月的事件記錄進(jìn)行審閱，生成上月的數(shù)據(jù)跟蹤分析月報(bào)與圖集，并于10 號(hào)前傳至國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)中心進(jìn)行評(píng)議。

2 地磁學(xué)科數(shù)據(jù)跟蹤分析注意事項(xiàng)

（1）地磁學(xué)科的數(shù)據(jù)跟蹤周分析應(yīng)使用預(yù)處理后的分?jǐn)?shù)據(jù)，同時(shí)周分析需結(jié)合國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)中心對(duì)預(yù)處理數(shù)據(jù)的評(píng)議結(jié)果，若出現(xiàn) “預(yù)處理錯(cuò)誤” 條目，應(yīng)重新預(yù)處理并對(duì)觀測(cè)日志進(jìn)行相應(yīng)修改；若出現(xiàn) “不可用數(shù)據(jù)” 條目，應(yīng)說(shuō)明跟蹤分析數(shù)據(jù)不可用的具體原因。

（2）地磁數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)處理無(wú)法解決的持續(xù)性事件，需創(chuàng)建分析記錄，如儀器墩不穩(wěn)、供電系統(tǒng)、環(huán)境干擾等；預(yù)處理后天與天之間存在臺(tái)階差，需創(chuàng)建分析記錄，如因標(biāo)定、重調(diào)儀器、重啟儀器等原因造成的天與天之間臺(tái)階；地球物理事件重點(diǎn)分析變化幅度大、變化明顯的急始磁暴；高壓直流干擾在預(yù)處理中未解決的事件均需創(chuàng)建分析記錄。

（3）完成數(shù)據(jù)跟蹤分析內(nèi)容錄入之后，需第一時(shí)間制出 “事件圖集” ，并校核輸入內(nèi)容有無(wú)錯(cuò)誤、遺漏，事件圖件與標(biāo)注有無(wú)模糊、不規(guī)范。若查出跟蹤分析錄入內(nèi)容存在錯(cuò)誤或者遺漏時(shí)，應(yīng)立即修改、增補(bǔ)，同時(shí)對(duì)圖件內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)更改。事件記錄或數(shù)據(jù)描述出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可在 “修改” 模塊調(diào)出該記錄直接進(jìn)行修改。圖件發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，在 “檢查” 模塊重新做圖，并在 “標(biāo)注模式” 下進(jìn)行標(biāo)注，然后將圖存至本地計(jì)算機(jī)；最后在 “修改” 選項(xiàng)上找出對(duì)應(yīng)記錄，上傳新圖即可完成圖形替換。

（4）在地震區(qū)域前兆中心和學(xué)科臺(tái)網(wǎng)中心審核分析記錄后及時(shí)登錄跟蹤分析平臺(tái)，點(diǎn)擊 “結(jié)果” ，查詢審核結(jié)果。重點(diǎn)查詢審核結(jié)果為 “中” “差” 的分析記錄，并根據(jù)審核意見(jiàn)做出相應(yīng)修改，以便重新審核。

3 周分析常見(jiàn)問(wèn)題的分析與解決

跟蹤分析事件包括文字描述和圖件，通過(guò)查看記錄的跟蹤分析事件，數(shù)據(jù)處理人員可以直觀了解數(shù)據(jù)異常變化的具體形態(tài)及原因。當(dāng)前以福建局為例，臺(tái)站周分析主要存在事件分析缺時(shí)段（占周分析問(wèn)題比例的22%）、事件類型分類錯(cuò)誤（占周分析問(wèn)題比例的18%）、圖件標(biāo)注錯(cuò)誤（占周分析問(wèn)題比例的17%）、描述過(guò)于簡(jiǎn)單（占周分析問(wèn)題比例的15%）、起止時(shí)間錯(cuò)誤（占周分析問(wèn)題比例的10%）等問(wèn)題，這不僅影響事件記錄的質(zhì)量，還會(huì)影響數(shù)據(jù)處理人員對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)變化的判定和深入了解。

3.1 事件分析缺時(shí)段

事件分析缺時(shí)段是指部分地磁臺(tái)站在分析記錄時(shí)，記錄的時(shí)間不連續(xù)，出現(xiàn)中斷的情況。數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄首先要求分析記錄的信息完整性，一套儀器的分析記錄完整性，以該儀器所有需分析的測(cè)項(xiàng)分量為對(duì)象，精確到天。

以福建局為例，臺(tái)站事件分析缺時(shí)段問(wèn)題占周分析問(wèn)題比例的22%。為解決分析記錄存在時(shí)間不連續(xù)的問(wèn)題，臺(tái)站工作人員應(yīng)在分析記錄信息輸入后，及時(shí)進(jìn)入數(shù)據(jù)跟蹤分析軟件→選擇 “產(chǎn)出” 模塊→點(diǎn)擊 “連接數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器” →選擇 “統(tǒng)計(jì)” 模塊→點(diǎn)擊 “分析完整率” →按 “儀器名稱” 分組計(jì)算（圖1），查看各地震前兆儀器的觀測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析完整率，及時(shí)查找并補(bǔ)充完善未分析的時(shí)段。統(tǒng)計(jì)某個(gè)測(cè)項(xiàng)分量分析完整率方法：設(shè)置統(tǒng)計(jì)起止日期為2015年9 月1—30 日，累計(jì)天數(shù)為30 天。該測(cè)項(xiàng)分量有2 條事件記錄：第1 條記錄起止時(shí)間為2015 年9 月1—20 日，表明分析了前20 天的數(shù)據(jù)；第2 條記錄起止日期為2015 年9 月21—30 日，表明分析了后10 天數(shù)據(jù)；一共分析了30 天數(shù)據(jù)，分析完整率=實(shí)際分析日數(shù)30/累計(jì)日數(shù)30=100%。前兆臺(tái)站數(shù)據(jù)跟蹤分析工作，可以為本區(qū)域前兆臺(tái)網(wǎng)中心的震情會(huì)商給予關(guān)鍵參考數(shù)據(jù)，因此前兆觀測(cè)人員應(yīng)按時(shí)、保質(zhì)、保量地完成臺(tái)站跟蹤分析工作，確保上級(jí)部門在使用跟蹤分析成果時(shí)完整率達(dá)到百分之百。

3.2 事件過(guò)度分析問(wèn)題

過(guò)度分析是指地磁臺(tái)站值班員進(jìn)行地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析時(shí)，對(duì)連續(xù)時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)4 個(gè)小時(shí)的單獨(dú)事件（觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題與場(chǎng)地環(huán)境影響）、原始資料斷記或者預(yù)處理時(shí)造成地磁數(shù)據(jù)缺數(shù)的事件，做了非正常事件分析。臺(tái)站事件過(guò)度分析問(wèn)題占周分析問(wèn)題比例的7%。

例如事件分析記錄1：大山臺(tái)磁通門磁力儀GM-4，2018 年1 月21 日02:14—02:23 數(shù)據(jù)缺數(shù)，原因是人為調(diào)整供電線路導(dǎo)致；事件分析記錄2：河池地震臺(tái)FGM01 磁通門磁力儀，2018 年3 月3 日00:02—01:16 更換儀器探頭和模擬盒造成缺數(shù)。上述兩個(gè)事件均是原因明確且原始資料斷記事件，無(wú)需創(chuàng)建條目，因此上述存在事件過(guò)度分析問(wèn)題?！稊?shù)據(jù)跟蹤分析技術(shù)指南》已明確提出，對(duì)連續(xù)時(shí)長(zhǎng)超過(guò)4 個(gè)小時(shí)的觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題以及場(chǎng)地環(huán)境影響，或者是持續(xù)時(shí)間雖短，但非獨(dú)立的觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題、觀測(cè)環(huán)境影響、自然因素影響、人為因素影響、地球物理事件影響以及其他不明因素影響，需做非正常事件分析。

3.3 數(shù)據(jù)類型選擇問(wèn)題

數(shù)據(jù)類型選擇問(wèn)題是記錄跟蹤分析事件時(shí)，未選取合適的數(shù)據(jù)類型，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)受影響的情況不能明顯反應(yīng)。臺(tái)站數(shù)據(jù)類型選擇問(wèn)題占周分析問(wèn)題比例的5%。

目前，可用于跟蹤分析事件的數(shù)據(jù)類型包括：原始數(shù)據(jù)和預(yù)處理數(shù)據(jù)，為更好的凸顯出影響因素對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的影響，一般遵循以下規(guī)則：

（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，若做過(guò) “缺數(shù)” 及 “臺(tái)階” 處理，做事件分析圖時(shí)想將異常曲線特點(diǎn)更好的凸顯出，則應(yīng)選擇原始數(shù)據(jù)和預(yù)處理數(shù)據(jù)的曲線相比較。若僅選擇預(yù)處理曲線做事件分析圖，圖件不易顯示此數(shù)據(jù)畸變?cè)瓨忧沂录治龅馁Y料時(shí)段為空；若僅選擇原始數(shù)據(jù)做分析圖件，畸變區(qū)間曲線會(huì)把正常曲線形態(tài)給擠壓。此時(shí)，一般選擇原始、預(yù)處理數(shù)據(jù)同圖繪制來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析。這樣，數(shù)據(jù)畸變形態(tài)直觀，并可見(jiàn)正常曲線動(dòng)態(tài)，形成鮮明對(duì)比。如事件：南昌臺(tái)磁通門（FGM01）9 月23 日14:49 供電故障造成儀器補(bǔ)償值未啟動(dòng)，D、Z、H分量數(shù)據(jù)為恒值，24 日02:42 儀器重啟并調(diào)整補(bǔ)償值后數(shù)據(jù)恢復(fù)，D分量影響時(shí)間段短，對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行缺數(shù)處理，重啟造成的突跳，進(jìn)行了臺(tái)階和突跳預(yù)處理。該事件做記錄時(shí)如果僅使用預(yù)處理曲線做圖，圖件就無(wú)法顯示出異常數(shù)據(jù)的原貌（圖2）。所以遇到類似情況應(yīng)使用原始、預(yù)處理資料做對(duì)比分析圖件，如此異常時(shí)間段曲線的原貌能非常明顯地反映出。

圖2 南昌臺(tái)磁通門（FGM01） 供電故障的分析圖件Fig.2 Analysis of fluxgate power supply fault at Nanchang station

（2）分析觀測(cè)系統(tǒng)故障事件時(shí)，如有出現(xiàn)原始數(shù)據(jù)缺記，應(yīng)直接采樣原始數(shù)據(jù)做分析圖件。

（3）分析地球物理事件時(shí)，應(yīng)選用最高采樣率的數(shù)據(jù)。

3.4 事件起止時(shí)間問(wèn)題

事件起止時(shí)間是指觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化的起、止時(shí)間，主要易出現(xiàn)以下5 類問(wèn)題：

（1）事件起止時(shí)間描述不準(zhǔn)確，與數(shù)據(jù)描述或圖件方框標(biāo)注時(shí)間不一致；

（2）混淆事件起止時(shí)間與圖件選取起止時(shí)間兩個(gè)概念；

（3）混淆事件起止時(shí)間與分析時(shí)間尺度兩個(gè)概念；

（4）對(duì)于已結(jié)束的事件，部分臺(tái)站未及時(shí)填寫結(jié)束日期；

（5）分析周期事件時(shí)，起始時(shí)間為分析時(shí)段內(nèi)第一個(gè)事件的起始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間為最后一個(gè)事件的結(jié)束時(shí)間。

事件起止時(shí)間問(wèn)題占周分析問(wèn)題比例的10%。在地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作中，我們應(yīng)根據(jù)事件的具體情況來(lái)確定事件起止時(shí)間。一般遵循以下規(guī)則：

（1）填寫準(zhǔn)確程度應(yīng)視分析數(shù)據(jù)類型而定[6]，例如： ① 數(shù)據(jù)類型根據(jù)分鐘值、整時(shí)值、均值等時(shí)間序列不同，分別以 “分、時(shí)、均值” 準(zhǔn)確程度填寫； ② 當(dāng)分析的數(shù)據(jù)序列的歷元周期高于 “分鐘” 時(shí)（例如秒），應(yīng)準(zhǔn)確填到 “分鐘” ； ③ 當(dāng)分析的數(shù)據(jù)序列的歷元周期低于 “日” 時(shí)（例如月），應(yīng)準(zhǔn)確填寫至 “日” 。

（2）對(duì)于沒(méi)有結(jié)束的事件類型，把結(jié)束時(shí)間設(shè)置為空，然后對(duì)該事件保持繼續(xù)跟蹤分析，及時(shí)進(jìn)行增加或改正，并更新圖件及文字?jǐn)⑹鰞?nèi)容，倘若事件終止，要馬上錄入結(jié)束時(shí)間。

（3）需特別注意的是，事件記錄的起止時(shí)段、數(shù)據(jù)變化描述中的起止時(shí)段、圖件的起止時(shí)段三者應(yīng)一致；如果測(cè)項(xiàng)有多個(gè)分量，其中一個(gè)分量曲線存在畸變，其他分量曲線均無(wú)異常時(shí)，所有分量的起止時(shí)間都參照有曲線畸變那個(gè)分量的起止時(shí)間。

3.5 事件類型分類問(wèn)題

前兆數(shù)據(jù)跟蹤分析宗旨是對(duì)資料的變化（即正常和非正常）開(kāi)展全程監(jiān)控，非正常的數(shù)據(jù)改變被叫做事件，針對(duì)事件需第一時(shí)間進(jìn)行跟蹤分析。根據(jù)影響地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化的具體情況，地磁學(xué)科事件類型可分為： ① 觀測(cè)系統(tǒng)故障事件； ② 自然環(huán)境影響事件； ③ 觀測(cè)場(chǎng)地干擾事件； ④ 人為因素干擾事件；⑤ 地球物理因素影響事件； ⑥ 不明原因事件； ⑦ “正?！?亦視為事件的一個(gè)特例[7]。各事件的具體內(nèi)容詳見(jiàn)表1。

表1 地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析的事件內(nèi)容Table 1 Event content of geomagnetic data tracking and analysis

事件類型分類錯(cuò)誤占周分析問(wèn)題比例的18%，主要是以下幾類問(wèn)題：

（1）地磁前兆跟蹤分析工作中，對(duì)事件的劃分不是由干擾原因所決定，而是由資料變化的直接原因所決定[8]。例如：雷擊造成磁力儀數(shù)采故障或者供電系統(tǒng)故障，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺記、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，這些事件部分臺(tái)站劃分到自然環(huán)境干擾，實(shí)為觀測(cè)系統(tǒng)事件，而雷電造成數(shù)據(jù)曲線畸變卻未劃分到自然環(huán)境的干擾事件。部分臺(tái)站對(duì)相同因素造成的數(shù)據(jù)改變，因不同臺(tái)站人員做事件分析，所以有可能選擇不同改變?cè)?，也存在部分臺(tái)站選擇錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)變化原因。解決辦法：臺(tái)站可以組織相關(guān)分析人員，按照《前兆跟蹤分析技術(shù)指南》對(duì)該部分進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)。

（2）相同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)存在多種影響因素時(shí)，做事件分析時(shí)沒(méi)有按照類型進(jìn)行相應(yīng)記錄。解決辦法：

① 同一時(shí)間段內(nèi)，一套多分量的觀測(cè)儀器，當(dāng)不同分量出現(xiàn)不同變化類型的事件時(shí)，應(yīng)分別創(chuàng)建記錄；

② 單分量，同一時(shí)段內(nèi)發(fā)生兩種事件，例如急始磁暴、人為干擾，也應(yīng)分別創(chuàng)建記錄。

（3）分析頻繁出現(xiàn)的周期事件（指遭相同因素干擾）時(shí)，沒(méi)有按照事件周期的具體長(zhǎng)度，以一周或一月為單位合并事件分析記錄，解決辦法：

① 對(duì)反復(fù)發(fā)生且時(shí)間不超過(guò)7 天（≤7×24 小時(shí)）的周期型事件，一整月只需產(chǎn)生一條分析事件記錄（例如輕軌干擾）；

② 對(duì)反復(fù)發(fā)生且時(shí)間超過(guò)7 天（＞7×24 小時(shí)）的間歇型事件，每次事件都需各自生成一條分析事件記錄；

③ 對(duì)反復(fù)發(fā)生且時(shí)間不超過(guò)7 天的間歇型事件，可以以月為單位產(chǎn)出一條分析記錄，也可將干擾的整個(gè)過(guò)程合并生成一條記錄（但如果有跨月的，前后月要統(tǒng)一）。

其他需注意的是，觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題或場(chǎng)地環(huán)境影響時(shí)，應(yīng)對(duì)儀器設(shè)備相關(guān)的運(yùn)行情況進(jìn)行核查或觀測(cè)場(chǎng)地進(jìn)行巡查后，才能對(duì)其分類；相同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，同種事件不同干擾原因的分析記錄，需將其合并成一條；同一儀器多個(gè)分量的同一事件應(yīng)作為一條事件。

3.6 事件分析描述問(wèn)題

跟蹤分析中的事件分析描述，應(yīng)能描述完整的事件發(fā)展及其結(jié)果。即使臺(tái)站人員對(duì)工作中經(jīng)常遇到的同類型事件做記錄時(shí)，通常采用現(xiàn)有文字描述模版，減少了錯(cuò)誤出現(xiàn)概率，但遇到特殊事件時(shí)，事件分析描述還是會(huì)出問(wèn)題，占周分析問(wèn)題比例的15%，主要有以下9 類問(wèn)題：

（1）事件分析描述時(shí)，文字描述不夠簡(jiǎn)練，語(yǔ)言不科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，未能全面描述數(shù)據(jù)變化要素；

（2）事件分析說(shuō)明內(nèi)容與事件類型歸屬不一致，例如部分臺(tái)站在進(jìn)行事件記錄時(shí)，改變?cè)蜻x擇“不明原因” ，但在事件說(shuō)明上卻闡述是設(shè)備不穩(wěn)造成的數(shù)據(jù)畸變，數(shù)據(jù)變化的說(shuō)明內(nèi)容與數(shù)據(jù)變化原因不一致；

（3）同一個(gè)分析記錄中的文字描述與事件圖件不一致；

（4）分析記錄中的文字描述內(nèi)容直接復(fù)制粘貼觀測(cè)日志；

（5）文字描述未從事件起止時(shí)間、變化幅度、改變形態(tài)、跟蹤分析過(guò)程和結(jié)果、需使用的排查方法及成效等多個(gè)角度開(kāi)展敘述；

（6）對(duì)典型、重復(fù)發(fā)生的干擾影響，未進(jìn)一步結(jié)合已有實(shí)例、模型進(jìn)行相關(guān)研究，未分析認(rèn)識(shí)；

（7）未對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)故障和場(chǎng)地環(huán)境干擾，說(shuō)明處置措施與結(jié)果；

（8）針對(duì)通過(guò)數(shù)學(xué)（或統(tǒng)計(jì)）原理分析處理后前兆資料變化的事件描述，未說(shuō)明資料分析處理所選擇的數(shù)學(xué)（或統(tǒng)計(jì)）原理、分析的資料類型與使用此方法判別前兆數(shù)據(jù)畸變的衡量標(biāo)準(zhǔn)等；

（9）對(duì)正常事件進(jìn)行跟蹤分析時(shí)，事件的文字說(shuō)明常常單一闡述為 “數(shù)據(jù)正?！?，沒(méi)有對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的闡述分析、依據(jù)和相關(guān)的證明材料。

解決辦法：事件分析描述是對(duì)觀測(cè)時(shí)變曲線改變的形狀、時(shí)間進(jìn)度（產(chǎn)生、發(fā)展、停止）、幅度（或速度）改變、發(fā)展趨勢(shì)和轉(zhuǎn)折等特點(diǎn)，事件和跟蹤分析的結(jié)果等必須進(jìn)行相應(yīng)的文字闡述，它是分析記錄的關(guān)鍵組成部分，是對(duì)事件過(guò)程的完整解釋。對(duì)7 種事件類型（包括 “正?！?）進(jìn)行分析描述時(shí)，均需包含下述4 點(diǎn)必要信息： ① 臺(tái)站名稱及代碼、儀器名稱及型號(hào)、測(cè)量分項(xiàng)； ② 事件的起止時(shí)間； ③ 地磁資料改變特征與幅度說(shuō)明； ④ 資料處理結(jié)果與依據(jù)等。同時(shí)對(duì)于正常記錄還應(yīng)在文字描述中應(yīng)盡量詳細(xì)的分析，如可以從數(shù)據(jù)變化的時(shí)間、幅度、形態(tài)、數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)、多個(gè)測(cè)項(xiàng)、多月、多年對(duì)比分析等進(jìn)行描述；同樣是正常記錄有幾種變化因素選擇，例如變化趨勢(shì)正常、背景噪聲達(dá)標(biāo)等等，為什么選擇這種變化因素，做簡(jiǎn)單分析；必要時(shí)可使用各種專業(yè)方法（不同臺(tái)站圖像對(duì)比法、同一臺(tái)站不同儀器差值法、加卸載分析法、三分量子夜均值分析法）對(duì)正常事件進(jìn)行長(zhǎng)趨勢(shì)分析。

3.7 圖件繪制與標(biāo)注問(wèn)題

事件分析圖說(shuō)明的是每個(gè)呈現(xiàn)異常改變測(cè)項(xiàng)的畸變特征，圖中應(yīng)包括時(shí)間坐標(biāo)單位，觀察到的物理量或化學(xué)量和單位，異常改變區(qū)間標(biāo)記（使用方框、圓圈、箭頭、線條等），干擾原因標(biāo)記等。地磁學(xué)科前兆數(shù)據(jù)跟蹤分析過(guò)程中，圖件標(biāo)注錯(cuò)誤占周分析問(wèn)題比例的17%，如部分臺(tái)站在事件分析圖上無(wú)任何標(biāo)記；或者在事件分析圖上僅圈個(gè)圖框，無(wú)文字描述亦或標(biāo)記不明；或者事件分析圖只做當(dāng)日的異常時(shí)段曲線；或者事件圖件標(biāo)記掩蓋記錄曲線以及標(biāo)記文字框越過(guò)圖件無(wú)法正常體現(xiàn)，上述幾種事件記錄圖都是不規(guī)范的。解決辦法：

（1）一條分析記錄只保存一幅圖，且單條曲線單幅圖的尺寸以14 cm×6 cm 為宜。圖件方框的左右邊界，需和事件干擾數(shù)據(jù)改變的開(kāi)始結(jié)束時(shí)間相符。對(duì)圖框進(jìn)行標(biāo)注時(shí)，方框需選取適合的尺寸，圖件方框的上下邊界應(yīng)盡可能的靠近數(shù)據(jù)曲線。在地磁資料的數(shù)據(jù)跟蹤分析過(guò)程中，易出現(xiàn)圖件選取時(shí)間段太短，未能完整體現(xiàn)事件的過(guò)程以及正常背景的情況。需在事件出現(xiàn)時(shí)間前后，多選取適當(dāng)周期的資料，把其當(dāng)做映襯事件的背景，背景時(shí)間段長(zhǎng)度至少需1 倍事件的時(shí)間周期，所以一般事件的開(kāi)始結(jié)束時(shí)間應(yīng)小于等于圖件的開(kāi)始結(jié)束時(shí)間。例如：2014 年6 月8 日，福建多數(shù)地磁儀器都記錄到磁暴現(xiàn)象，邵武臺(tái)做事件記錄圖件時(shí)僅選取當(dāng)天的磁暴記錄曲線，但從圖上很難看出有明顯的磁暴現(xiàn)象（圖3a)。正確的事件記錄圖中，應(yīng)包括正常區(qū)間和非正常區(qū)間兩段，即事件前后各需留存一部分無(wú)異常的背景曲線，從而將事件畸變曲線突顯。龍巖地震臺(tái)在分析該次事件時(shí)，圖件時(shí)間段選擇了6 月8 日前后若干天的正常背景曲線，如此一目了然在分析圖上看出正常和非正常曲線的差異（圖3b)。

（2）標(biāo)注文字。做數(shù)據(jù)跟蹤分析時(shí)，如遇正常事件以外的其余事件類型，事件圖上應(yīng)有文本框注釋。文本框注釋時(shí)需注意： ① 文字應(yīng)大小適中，盡可能置于事件框圖內(nèi)，若因?yàn)槭录l(fā)展過(guò)程較短，不能標(biāo)注在事件框圖內(nèi)，可以把文本框標(biāo)注在事件框圖周圍；② 文本框文字要清楚，不與數(shù)據(jù)曲線、事件方框等發(fā)生遮蓋； ③ 需標(biāo)記干擾原因，而不是曲線變化特征；④ 當(dāng)判定影響因素為 “其他” 時(shí)，需扼要說(shuō)明具體的影響因素（一般不超過(guò)10 個(gè)漢字）。

（3）做缺數(shù)事件記錄圖時(shí)，還應(yīng)附原始曲線圖進(jìn)行對(duì)比，在原始、預(yù)處理圖上都應(yīng)標(biāo)注方框，文字說(shuō)明在原始圖上標(biāo)注即可。

（4）地磁學(xué)科的測(cè)項(xiàng)通常都是多分量，若事件僅造成某些分量數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，但事件分析圖件應(yīng)包括全部分量同一時(shí)間段的前兆數(shù)據(jù)變化圖。

（5）利用數(shù)學(xué)（或統(tǒng)計(jì)）方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究計(jì)算后形成的事件分析說(shuō)明，需附加上相應(yīng)的理論數(shù)據(jù)曲線圖，例如地磁加卸載響應(yīng)比圖等。

3.8 地球物理事件分析

地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析的地球物理事件重點(diǎn)分析急始磁暴。磁暴事件分析問(wèn)題占周分析問(wèn)題比例的15%，主要易出現(xiàn)4 類問(wèn)題： ① 對(duì)磁暴定義理解不清，不能區(qū)分一般磁擾與急始磁暴； ② 對(duì)磁暴的描述過(guò)于簡(jiǎn)單，尤其是未結(jié)合K指數(shù)與形態(tài)（急始、初相、主相、恢復(fù)相）進(jìn)行分析； ③ 磁暴分析未采用分鐘值數(shù)據(jù)，而時(shí)均值數(shù)據(jù)不能反映磁暴形態(tài)的細(xì)節(jié)部分； ④ 磁暴起止時(shí)間記錄不準(zhǔn)確，磁暴出現(xiàn)時(shí)間急，進(jìn)展速度快，回歸正常慢，基本需歷時(shí)兩三天后數(shù)據(jù)逐步正常。想要了解磁暴完整的發(fā)展過(guò)程，需利用全球經(jīng)度各異的多個(gè)中、低緯度地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照研究。

磁暴是一種劇烈的全球性地磁擾動(dòng)現(xiàn)象[9]，是指當(dāng)太陽(yáng)表面活動(dòng)旺盛，特別是在太陽(yáng)黑子極大值時(shí)，太陽(yáng)表面的閃焰爆發(fā)次數(shù)也會(huì)增加，閃焰爆發(fā)時(shí)會(huì)輻射出X 射線、紫外線、可見(jiàn)光及高能量的質(zhì)子和電子束，其中的帶電粒子（質(zhì)子、電子）形成的電流沖擊地球磁場(chǎng)，引發(fā)地磁擾動(dòng)現(xiàn)象稱為磁暴。磁暴期間，地磁儀器各分量的日變幅度都會(huì)有所增大，其中水平分量H的曲線變化特征最顯著。大多數(shù)磁暴開(kāi)始時(shí)，表現(xiàn)為水平分量H的曲線突然迅速上升，位于中、低緯度的地磁臺(tái)站，水平分量H的上升幅度可達(dá)10～20 nT，此類磁暴定義為急始型磁暴。

解決辦法：急始型磁暴事件分析要素包括：臺(tái)站、儀器、測(cè)點(diǎn)、磁暴類型、磁暴起止時(shí)間、簡(jiǎn)要過(guò)程描述、急始變幅、最大K指數(shù)，其中磁暴起始時(shí)間要精確到分，結(jié)束時(shí)間精確到時(shí)；K指數(shù)可以通過(guò)“地磁處理軟件” ，采用國(guó)際地磁與高空物理聯(lián)合會(huì)(International Association of Geomagnetism and Aeronomy，IAGA)推薦的芬蘭方法算出。例如：紅山地震臺(tái)GM-4 磁通門磁力儀，3 月17—20 日記錄到急始型磁暴：3 月17 日4 時(shí)45 分水平分量H出現(xiàn)磁暴急始，隨后水平分量H在半天時(shí)間內(nèi)下降到極小值，期間日變曲線劇烈，水平分量下降到最小值后開(kāi)始回升，至3 月20 日3 時(shí)恢復(fù)平靜。磁暴期間，各要素都有明顯起伏，但最具特征的是水平分量H。急始變幅D為2.03′，H為50.7 nT ，Z為5.2 nT，活動(dòng)幅度為ms，最大K指數(shù)為7。

4 月分析常見(jiàn)問(wèn)題的分析與解決

地磁學(xué)科要求每個(gè)臺(tái)站在月初，需對(duì)上個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行月分析，月分析針對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的相對(duì)時(shí)均值數(shù)據(jù)進(jìn)行，每月月分析形成一條記錄，重點(diǎn)關(guān)注周分析中不易發(fā)現(xiàn)的、引起觀測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)性變化的事件以及相關(guān)信息漏填問(wèn)題，月分析時(shí)要選用1 個(gè)月以上的數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)新的觀測(cè)數(shù)據(jù)變化應(yīng)及時(shí)錄入并復(fù)核。

4.1 缺少多臺(tái)、套儀器對(duì)比分析

地磁數(shù)據(jù)月正常動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為：去趨勢(shì)變化后，可見(jiàn)清晰的日變化，有時(shí)有磁暴，日變幅度有季節(jié)性變化，D要素最顯著。部分臺(tái)站在做地磁數(shù)據(jù)月分析時(shí)，只針對(duì)本臺(tái)站產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的相對(duì)時(shí)均值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，無(wú)法判斷該數(shù)據(jù)的變化形態(tài)或趨勢(shì)是否正常，正確的方法是采用多臺(tái)、多儀器原值、差值曲線進(jìn)行對(duì)比。

（1）多臺(tái)圖像對(duì)比法：地球磁場(chǎng)變化是同步的，因此對(duì)不同臺(tái)站相同測(cè)項(xiàng)分量曲線或差值曲線進(jìn)行對(duì)比，如有變化形態(tài)或趨勢(shì)不一致，即可認(rèn)為該臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)需進(jìn)一步分析。例如：將九峰臺(tái)GM-4、九峰臺(tái)FHDZ-M16、邵陽(yáng)臺(tái)GM-4 和邵陽(yáng)臺(tái)FHDZ-M16共4 套儀器的相對(duì)時(shí)均值進(jìn)行對(duì)比（圖4），發(fā)現(xiàn)邵陽(yáng)GM-4 的Z分量數(shù)據(jù)有明顯的漂移現(xiàn)象（受干擾和影響后，明顯偏離地磁場(chǎng)的真實(shí)變化趨勢(shì)），經(jīng)臺(tái)站工作人員現(xiàn)場(chǎng)排查后，發(fā)現(xiàn)是儀器水平不穩(wěn)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)漂移。

圖4 九峰臺(tái)與邵陽(yáng)臺(tái)多套儀器垂直分量相對(duì)時(shí)均值對(duì)比曲線圖Fig.4 Monthly curve map of relative time means of Jiufeng station and Shaoyang station

（2）多套儀器的對(duì)比法：將同一臺(tái)站、不同地磁觀測(cè)儀器相同測(cè)項(xiàng)分量曲線或差值曲線進(jìn)行對(duì)比，變化形態(tài)或趨勢(shì)不一致者，可認(rèn)為需要進(jìn)一步關(guān)注。

4.2 事件描述問(wèn)題

在周分析中已形成的記錄不必重新分析，但在圖上做簡(jiǎn)要標(biāo)注，并在數(shù)據(jù)描述中簡(jiǎn)要說(shuō)明。圖件要求登錄區(qū)域前兆數(shù)據(jù)庫(kù)，同軸繪制多套儀器的數(shù)據(jù)，說(shuō)明數(shù)據(jù)變化情況。如龍巖地震臺(tái)FHD 質(zhì)子矢量磁力儀2015 年9 月20 日記錄到全球急始磁暴（圖5），其余時(shí)間數(shù)據(jù)正常，周分析時(shí)用分?jǐn)?shù)據(jù)形成記錄為：9 月1—19 日正常記錄；9 月20 日地球物理事件記錄；9 月21—30 日正常記錄。月分析時(shí)用時(shí)均值形成一條月分析記錄，在圖件上標(biāo)注磁暴時(shí)間，數(shù)據(jù)描述中無(wú)需重新分析，只簡(jiǎn)要說(shuō)明 “9 月20 日急始磁暴已在周分析時(shí)分析” 。數(shù)據(jù)變化描述：龍巖臺(tái)FHD質(zhì)子矢量磁力儀2015 年9 月1—30 日儀器運(yùn)行正常，各分量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，與其他儀器變化同步，日變形態(tài)好。9 月20 日記錄到的急始磁暴在周分析中已分析。

5 問(wèn)題解決措施

由于地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)跟蹤分析人員并非專門一人，加上分析水平與研究經(jīng)驗(yàn)各不相同，致使分析過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題[5]。針對(duì)上述數(shù)據(jù)跟蹤分析工作不仔細(xì)、事件時(shí)間尺度把握不到位、對(duì)長(zhǎng)趨勢(shì)的變化分析不精準(zhǔn)等問(wèn)題，可采取如下措施推進(jìn)工作：

（1）對(duì)地磁臺(tái)站數(shù)據(jù)跟蹤分析人員進(jìn)行軟件運(yùn)用指導(dǎo)，提高業(yè)務(wù)能力。如今臺(tái)站跟蹤分析人員的業(yè)務(wù)工作水平存在較大差異，各省局前兆臺(tái)網(wǎng)中心可按期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作培訓(xùn)與指導(dǎo)，使分析步驟規(guī)范化，從而第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并處理。

（2）省局前兆臺(tái)網(wǎng)中心人員可利用出差到前兆臺(tái)站儀器巡檢的機(jī)會(huì)，與該臺(tái)的數(shù)據(jù)跟蹤分析人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交流并指導(dǎo)其分析操作，協(xié)助臺(tái)站完成分析流程規(guī)范化的制定，聽(tīng)取建議并總結(jié)后及時(shí)向臺(tái)網(wǎng)中心匯報(bào)。

（3）注意相互溝通交流。一線數(shù)據(jù)跟蹤分析臺(tái)站與省局前兆臺(tái)網(wǎng)中心、國(guó)家局學(xué)科臺(tái)網(wǎng)中心能利用互聯(lián)網(wǎng)、電話等多種途徑增加對(duì)數(shù)據(jù)跟蹤分析工作的溝通交流，分享彼此的心得體會(huì)。實(shí)踐證明，及時(shí)必要的交流溝通，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而提高工作效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

前兆臺(tái)站地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作已開(kāi)展若干年，運(yùn)行過(guò)程中遇到各式難題，經(jīng)歷解決難題的過(guò)程，可以積累一些地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作的經(jīng)驗(yàn)，以便更好的為推動(dòng)地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作服務(wù)，同時(shí)我們對(duì)臺(tái)站地磁儀器的預(yù)報(bào)效能、背景環(huán)境以及日常規(guī)律有了更清晰的了解。在進(jìn)行地磁數(shù)據(jù)跟蹤分析工作時(shí)，除文中提到的情況外，還可能遇到其他新的難題，因此地磁臺(tái)站觀測(cè)人員需加快掌握數(shù)據(jù)跟蹤分析技術(shù)，提高對(duì)監(jiān)測(cè)背景的了解、異常的定位和性質(zhì)判別，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)跟蹤分析成果的應(yīng)用。

致謝

文中使用的數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)地震局地球物理研究所國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)中心，在此表示感謝。