지진 전조현상 모니터링을 위한 ULF 대역 지자기장의 분극 분석

Abstract

1990년대 이후 지진발생과 관련된 ULF 대역 지사가장의 변동이 다수 보고된 후, 분석 분석 방법을 이용한 지자기장 분석은 단기 지진예측에 큰 기여를 할 것이라 기대되고 있다. 본 연구는 기존 연구를 참조하여 개량된 분극 분석 방법을 개발하고, 이를 이용하여 청양관측소의 지자기 삼성분 자료를 분석하였다. 분석 주파수는 지진발생에 가장 민감하다고 알려진 0.01 Hz 대역이며, 수직 자기장과 수평 자기장의 분광에너지 비, 즉 분극값을 일단위로 계산하였다. 총 10개 월 동안의 사료가 분석되었으며, 분석경과를 Kp 인덱스 및 동일기간 발생한 지진이벤트와 비교하였나 청양의 분극값 변동은 Kp 인덱스와 관련성이 적었으며, 두 기간에서 지진발생과 관련한 주목할 만한 분극값의 증가가 관찰되었다. 일본 Kanoya 관측소의 자료와 비교해 본 결과, 청양의 분극값 증가는 광역적인 자기장의 변동에서는 지진발생과 밀접한 관계가 있는 것으로 생각된다. 또한, 자기장의 통계적 특성을 고려한 정규화된 분극값의 변동에서는 이러한 특징이 보다 뚜렷하게 확인된다. 따라서 분극 분석 방법은 지진전조형상 모니터링을 위해 유용하게 활용됨 수 있으며, 향후 추가적인 자료 확보 및 분석을 통해 지진발생과 관련된 ULF 변동을 탐지하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

Since the 1990's, a number of ULF geomagnetic disturbance associated with earthquake occurrences have actively been reported, and polarization analysis of geomagnetic fields becomes one of potential candidates to be capable of predicting short-term earthquake. This study develops the modified polarization analysis method based on the previous studies, and analyzes three-component geomagnetic fields obtained at Cheongyang geomagnetic observatory using the developed method. A daily polarization value (the ratio of spectral power of horizontal and vertical geomagnetic field) is calculated with a focus on the 0.01 Hz band, which is known to be the most sensitive to seismogenic ULF radiation. We analyze a total of 10 months of geomagnetic data obtained at Cheongyang observatory, and compare the polarization values with the Kp index and the earthquake occurred in the analysis period. The results show that there is little correlation between the temporal variations of polarization values and Kp index, but remarkable increases in polarization values are identified which are associated with two earthquakes. Comparison the polarization values obtained at Cheongyang and Kanoya observatory indicates that the increases of polarization values at Cheongyang might be due to not global geomagnetic induction but the locally occurred earthquakes. Furthermore, these features are clearly shown in normalized polarization values, which take account in the statistical characteristics of each geomagnetic field. On the basis of these results, polarization analysis can be used as promising tool for monitoring the earthquake-precursory phenomenon.