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地震台阵

监测微弱地震信号的地震观测系统
地震台阵是通过规则排列的地震仪阵列增强信号接收能力的地震观测系统,按工作性质可分为固定台阵与流动台阵 [6]。该系统通过布设密集监测单元实现米级空间分辨率与分钟级时间分辨率,在冰岛火山监测中提前15 22分钟预警岩浆喷发。中国2001年建成首个自主设计的数字化宽频带台阵,监测能力提升超10倍,并拓展海底光缆监测技术 [3-4]。台阵处理技术通过多台站信号分析实现地震预警,在帕克菲尔德等案例中验证破裂尺度判定精度 [1-2]。ChinArray项目已布设超2000个流动台站,形成覆盖全国的观测网络 [5]
功    能
监测微弱地震信号 [6]
组    成
规则排列地震仪阵列 [6]
分    类
固定台阵/流动台阵 [6]
技术特征
信号增强、宽频带监测 [3]
应用场景
火山活动监测、地震预警 [1]
部署案例
佘山台阵(16子台) [3]

技术原理与类型

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  • 通过规则排列地震仪阵列(如十字形、圆形)实现信号空间相关增强,降低噪声干扰。固定台阵用于长期监测,流动台阵适应短期密集观测 [6]
  • 分布式光纤传感技术将通信光纤转化为监测单元阵列,形成米级间距、超万通道的高密度应变仪系统,兼具高频地震记录与低频地壳变形监测功能。

典型应用案例

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  • 冰岛火山监测:2023年11月至2024年11月部署的DAS系统记录6次喷发前15-22分钟的应变率峰值,触发阈值报警实现100%预警成功率。
  • 上海佘山台阵:2001年建成我国首个数字化宽频带台阵,含16个子台,使微弱信号监测能力提升10倍,并研发海底光缆台阵技术 [3-4]
  • ChinArray项目:2010年起分七阶段布设超2000个流动台站,覆盖南北地震带、华北等地,台间距30-50公里,采用3G/4G实时传输 [5]

地震预警技术路径

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  • 通过多台站相关系数叠加分析平面波慢度向量,判定横向破裂尺度与方向性,较传统方法提前数秒预警 [1-2]
  • 帕克菲尔德台阵(孔径1.5公里,12个台站)通过距离-时间域轨迹分析破裂传播特征,验证视野重叠提升估算稳健性 [2]
  • 针对浅层结构引起的方位角偏差,采用临时高灵敏度台阵进行校准,活断层附近部署小型台阵校正观测数据 [1]

结构监测与设施应用

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  • 超高层建筑监测:上海环球金融中心部署46套监测仪,实时采集振动特征评估抗震性能 [7]
  • 水利工程监测:刘家峡水库数字化强震动台阵实现大坝地震安全实时监测 [7]
  • 文化遗产保护:敦煌莫高窟构建9个测震台和8个强震台,分高度排列监测地质振动差异 [7]

区域监测网络

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  • 西藏那曲与新疆和田的小孔径台阵(孔径3公里,9个子台)采用甚宽频带地震计,提升西部地区监测能力 [8]
  • 上海区域台网含197个台站,配合佘山台阵实现10秒内产出预警信息 [3]