宜昌站伸缩仪M2波潮汐因子变化特征及影响因素

来源：大地测量与地球动力学杂志2025年第9期北京时间：

作者：涂先新, 吕品姬, 翁骋, 安一凡, 曾智辉, 王慧

单位：1 中国地震局地震大地测量重点实验室, 武汉市洪山侧路40号, 430071,2 湖北省地震局, 武汉市洪山侧路48号, 430071],figList:[{captionCn:观测站位置及M4.0以上地震震中分布,magId:e33881d8-16f1-4a5e-abe8-4ca55b655ed4,labelCn:图1,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-1.jpg.ppt,labelEn:Fig. 1,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-1.jpg,titleEn:Fig. 1 Distribution of seismic stations and epicenters with magnitude above M4.0,titleCn:图1 观测站位置及M4.0以上地震震中分布,id:Fig1,captionEn:Distribution of seismic stations and epicenters with magnitude above M4.0,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-1.jpg},{captionCn:伸缩仪2个分量的VMD分解,magId:c92f3628-a4dc-4a3b-8dd8-a6d7af2ae6f5,labelCn:图2,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-2.jpg.ppt,labelEn:Fig. 2,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-2.jpg,titleEn:Fig. 2 VMD decomposition of the two components of extensometer,titleCn:图2 伸缩仪2个分量的VMD分解,id:Fig2,captionEn:VMD decomposition of the two components of extensometer,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-2.jpg},{captionCn:伸缩仪2个分量潮汐因子时频分析,magId:3f836b01-43e6-4bec-83d8-eaf498391af5,labelCn:图3,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-3.jpg.ppt,labelEn:Fig. 3,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-3.jpg,titleEn:Fig. 3 Time-frequency analysis on tidal factors of the two components of extensometer,titleCn:图3 伸缩仪2个分量潮汐因子时频分析,id:Fig3,captionEn:Time-frequency analysis on tidal factors of the two components of extensometer,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-3.jpg},{captionCn:三峡水库水位时频分析,magId:95176146-99b2-4c57-93b5-f46050cba1af,labelCn:图4,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-4.jpg.ppt,labelEn:Fig. 4,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-4.jpg,titleEn:Fig. 4 Time-frequency analysis on water level in the Three Gorges reservoir,titleCn:图4 三峡水库水位时频分析,id:Fig4,captionEn:Time-frequency analysis on water level in the Three Gorges reservoir,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-4.jpg},{captionCn:库水位与伸缩仪潮汐因子变化对比,magId:c229e620-2523-4e97-95e5-326eb3125558,labelCn:图5,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-5.jpg.ppt,labelEn:Fig. 5,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-5.jpg,titleEn:Fig. 5 Comparison of the water level and tidal factors of extensometer,titleCn:图5 库水位与伸缩仪潮汐因子变化对比,id:Fig5,captionEn:Comparison of the water level and tidal factors of extensometer,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-5.jpg},{captionCn:伸缩仪潮汐因子变化趋势与周边地震事件,magId:2eeac52b-1640-4b27-93ae-0783b697cf09,labelCn:图6,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-6.jpg.ppt,labelEn:Fig. 6,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-6.jpg,titleEn:Fig. 6 Variation trends of tidal factors of extensometer and earthquake events in surrounding area,titleCn:图6 伸缩仪潮汐因子变化趋势与周边地震事件,id:Fig6,captionEn:Variation trends of tidal factors of extensometer and earthquake events in surrounding area,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-6.jpg},{captionCn:宜昌站洞温VMD分解,magId:f2d57cf2-99d7-45b8-bb32-07a4ae0061ce,labelCn:图7,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-7.jpg.ppt,labelEn:Fig. 7,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-7.jpg,titleEn:Fig. 7 VMD decomposition of cave temperature of Yichang station,titleCn:图7 宜昌站洞温VMD分解,id:Fig7,captionEn:VMD decomposition of cave temperature of Yichang station,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-7.jpg},{captionCn:宜昌站洞温与气温对比,magId:795b8414-bd89-41f0-899c-4c5a79969137,labelCn:图8,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-8.jpg.ppt,labelEn:Fig. 8,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-8.jpg,titleEn:Fig. 8 Comparison of cave temperature and air temperature at Yichang station,titleCn:图8 宜昌站洞温与气温对比,id:Fig8,captionEn:Comparison of cave temperature and air temperature at Yichang station,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-8.jpg},{captionCn:气温、洞温、伸缩仪2个分量潮汐因子对比,magId:b9c76a37-23b0-4197-b39a-38a371dca9f7,labelCn:图9,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-9.jpg.ppt,labelEn:Fig. 9,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-9.jpg,titleEn:Fig. 9 Comparison of air temperature, cave temperature, and tidal factors of the two components of extensometer,titleCn:图9 气温、洞温、伸缩仪2个分量潮汐因子对比,id:Fig9,captionEn:Comparison of air temperature, cave temperature, and tidal factors of the two components of extensometer,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-9.jpg},{captionCn:潮汐因子变化量与气温变化量散点图,magId:ef23aa7b-5601-403c-825a-60d7c5f3d89b,labelCn:图10,pptUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-10.jpg.ppt,labelEn:Fig. 10,figUrl:20250909/ddclydqdlx-45-9-929-10.jpg,titleEn:Fig. 10 Scatter plot of tidal factor variation versus air temperature variation,titleCn:图10 潮汐因子变化量与气温变化量散点图,id:Fig10,captionEn:Scatter plot of tidal factor variation versus air temperature variation,thumbnailUrl:20250909/thumbnail/ddclydqdlx-45-9-929-10.jpg}

摘要：选取宜昌站2013—2023年伸缩仪2个分量观测值整点数据，计算2个分量的M2波潮汐因子，对其进行VMD分解，并计算各级分解结果的功率谱密度(PSD)，在此基础上进行Hilbert时频分析。结果表明，NS分量含有频率为0.002 7/d的信息成分，可能与三峡库水位的年变(频率为0.002 7/d)和当时所处的地质应力状态有关；EW分量含有频率为0.004~0.012/d的信息成分，可能与三峡水库汛期水位快速变化(频率为0.004~0.007/d、0.010~0.013/d)有一定关系。结合宜昌站周边200 km范围内M4.0以上地震事件与潮汐因子的VMD分解结果来看，EW分量潮汐因子的细节信息在2013年巴东M5.1地震前出现异常高值。此外，在气象因素方面，潮汐因子并未表现出与气温相似的规律性年变，但大气温度的趋势性变化导致洞温发生变化，对潮汐因子的变化趋势有一定影响。

关键词：M2波潮汐因子,VMD分解,Hilbert时频分析