高频地震噪声（>1 Hz）通常与人类活动有很大关联。伴随着2019年年底的新型冠状病毒的暴发和传播，中国大陆各个城市相继启动应急响应，人类正常的活动受到一定限制，为研究台站高频噪声与人类活动的关系提供了一次机遇。

我们利用华北地区流动地震台阵观测到的连续地震波形数据，计算了各个台站噪声功率谱密度，并对华北地区地震环境噪声随时空变化的特征进行了分析。

在平常，以北京、天津等为中心较为发达且人口密集区域的噪声水平较高，而在山区台站的噪声水平明显较低，华北地区台站噪声能量水平与沉积层的厚度具有较高的相关性，与人口密度中度相关?；钡厍肷芰克降暮嵯虮浠肴死嗷疃喙匦韵喽越闲。饕艿匦翁乇鹗乔巢愠粱愫穸缺浠挠跋?。从台址堪选角度看，在人口密度相当的条件下，应尽量选择第四系沉积层较薄的区域进行台站架设。

2019年和2020年春节期间噪声能量下降的幅度均与沉积层的厚度和人口密度呈中等相关且相关系数接近，我们在2020年春节后的疫情期间也发现了类似的现象，因此，评估一个地区疫情防控的好坏，不能仅仅根据噪声能量下降的幅度，还需要考虑当地沉积层厚度和人口密度等因素的影响。

根据华北地区2020年春节后噪声能量水平的恢复天数可知，以北京和天津为中心的中部地区所需天数最多，而北部山区在内蒙古和河北、辽宁省界线附近区域附近台站所需天数最少，其他区域的台站则所需天数大多数为中等。这一过程与各省市发布的下调疫情防控等级时间相吻合，说明各地大都执行了有效的减少人类活动等疫情防控措施。为防止疫情在大城市中扩散，在北京和天津等人口较为密集的区域执行了更加严格且长期的疫情防控措施。

图1  华北东部地区流动地震观测台阵地震台站分布图，其中三角形和正方形分别代表宽频带和甚宽带地震台站，站点的红色和黑色分别表示连续度较高和数据量较少；15930、11138、12003、37356是四个台站的编号。

图2  4个典型台站在两个频率范围的环境噪声随时间变化的PSD曲线，各个台站上图、下图频带范围为1~10hz和10~20hz；红色和蓝色曲线代表2019年、2020年春节前后-90~90天图像；虚线为按小时的PSD值，实线为48小时窗口的PSD滑动平均值。

图3（a）沉积层厚度和接收函数首到波峰时间延迟的线性关系（罗艳等，2008）；（b）研究区域首峰波时间延迟分布;（c）研究区域内沉积层厚度的分布;（d）春节前（-90~-5天）噪声能量水平随台站下方沉积层厚度的分布情况，红色三角形和蓝色三角形分别代表2019年和2020年各个台站噪声能量水平，红色虚线和红色虚线分别为2019年和2020年台站数据拟合的情况。

图4 流动地震台站2020年环境噪声水平恢复至2019年同时期噪声水平所需的天数。三角形为台站位置，三角形颜色代表相对春节（疫情隔离开始时间）环境噪声水平恢复正常所需的天数。

本研究给出了2020年疫情控制期间的华北台阵噪声水平分布特征，通过分析获得认识：利用地震台站噪声水平评估一个地区疫情防控的好坏不能仅仅根据噪声能量下降的幅度，还需要考虑当地沉积层厚度和人口密度等因素的影响；从台址堪选角度看，在人口密度相当的条件下，应尽量选择第四系沉积层较薄的区域进行台站架设。相关成果在流动地震台阵布设中获得应用。

研究成果发表于“SEISMOLOGICAL RESEARCH LETTERS”。研究受国家自然科学基金项目(41974058)和中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项项目(DQJB19A35和 DQJB17A01)。

【文献引用】

Wang, Weilai, Cai Guangyao, Lai Guijuan, Chen Mingfei, and Zhang Long (2021). Ambient Noise Level in Eastern North China from ChinArray and Its Response to COVID-19, Seismol. Res. Lett. doi:10.1785/0220200261.

【作者简介】

王未来，中国地震局地球物理研究所研究员，主要从事流动台阵数据汇集与共享、深部速度结构反演、地震定位和重复地震等研究，已发表SCI学术论文30 余篇，以第一作者和通讯作者发表SCI 收录科技论文12 篇，包括EPSL、JGR、SRL、GJI等多篇论文，先后承担国家自然科学基金、国家重点研发专项专题、地震行业科研专项、科技部数据共享项目任务等项目。