佘山地震监测中心站地磁观测百余年资料的跟踪分析.pdf

SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETICOBSERVATION AND RESEARCH第 44 卷 第 2 期2023 年 4 月Vol.44 No.2Apr.2023地 震 地 磁 观 测 与 研 究doi:10.3969/j.issn.1003-3246.2023.02.012第一作者简介：倪友忠，男，高级工程师，主要从事形变、地磁、应变、流体观测等研究工作。E-mail：基金项目：上海佘山地球物理国家野外科学观测研究站重点课题（项目编号：SSKP202101）本文收到日期：2022-07-21佘山地震监测中心站地磁观测 百余年资料的跟踪分析倪友忠 朱佳苗 任 烨 朱培育 方 韬 朱国豪 钟卫星 叶 青（中国上海 201602 佘山地震监测中心站）摘要 选用佘山地震监测中心站 18742005 年地磁七要素 D、H、Z、X、Y、F、I 年均值数据，利用一阶差分方法，计算各地磁要素差分值 D、H、Z、X、Y、F、I，并绘制差分值趋势变化图，统计地磁七要素年均值数据在百余年观测历程中异常台阶出现的年份、变化方向及幅值大小；同时，利用地磁环境变化定量模型，计算地磁异常场模量 T，统计分析佘山台百余年来地磁观测的场地环境指标。研究得出以下结论：磁偏角 D 在长趋势变化中出现 2 次较为明显的台阶下降变化，其中 19081910 年变化-42.47，1965 年变化-41.76，其他时段变化较平稳。磁倾角 I 在 18931895 年呈向下变化，变化量-45.62，其在 1991 年呈反向向上变化，变化量 44.61。佘山地区磁场总强度 F、水平强度 H、垂直强度 Z 具有明显的周期性变化特征，应与太阳活动周期效应有关。F、H、Z 的长期变化趋势较为相同，在 18841887 年均存在一个大幅度台阶，变化幅度均在 600 nT 以上。在地磁环境变化定量计算与分析中，发现 1908 年、1933 年 T 100 nT，显示明显受到观测环境的较大影响。查找史料发现，应为 1908年上海徐家汇有轨电车建设运营和 1933 年沪宁铁路建设台站迁移至佘山，观测环境不稳定所致。关键词 地磁；地球基本磁场；年变率；七要素0 引言地磁场分布在地心至磁层边界的广袤空间范围内，根据其性质的不同，可将地磁场分为内源场和外源场 2 部分，其中：内源场起源于地球液态外核，是磁偶极子磁场与非偶极子场的总和，亦称为基本场；外源场是受太阳风作用，由地球外部各种电流体系而产生的变化场（陈军等，2006），又称为变化磁场。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球外部，相对较微弱。地磁场随时间的缓慢变化，称为地磁场的长期变化。1968年国际地磁和高空大气物理学协会（IAGA）给出第一代国际地磁参考场 IGRF 模型，之后每 5 年给出一个新模型（杨云存等，2014）。IGRF 模型忽略了地磁外源场的变化，可用于描述地球主磁场及其长期变化。在地磁场的长期变化中，存在年变率的突然变化，国外学者称之为地磁场长期变化脉冲，是 Walker 等（1952）于 1952 年为了更准确地绘制地磁等变线图而提出的一个概念。林地震地磁观测与研究44 卷 94云芳等（1982）研究指出，华北地区地磁 Z 分量的逐年变化在 1974 1976 年呈现由下降到上升的转折，但华北地区南部和北部的转折时间及速率存在局部性差异，而地磁 H 分量和地磁总场F同样具有类似区域性特征。孙枋友等（1983）选用我国及国外一些地磁台站资料，发现亚洲地区地磁北向分量年变率在 20 世纪 60 年代和 70 年代各发生一次突然变化，认为该变化是地磁场的一种区域性特征，而非全球性特征，其来源于地球的内部，而非地球外部。陈斌等（2010）采用 2000 2004 年中国地区 34 个台站地磁日均值数据，计算了通日和静日平均年变率以及静日拟合年变率，发现研究时段中国地区地磁长期变化具有区域特征，即存在地磁长期变化的局部异常。因此，通过对地磁场长期变化的研究，对于分析岩石圈磁异常变化具有重要意义。佘山地震监测中心站（下文简称佘山台）作为我国最早开展地磁观测的台站，已积累长达 130 多年的地磁观测数据。文中将截取该台 1874 2005 年的数据，基于地磁七要素 D、H、Z、X、Y、F、I 年均值数据，采用一阶差分方法，分析地磁观测数据的长趋势变化特征；同时，利用 IGRF 模型，计算地磁异常场模量 T，并据其大小，分析该台百余年来地磁观测环境的变化。1 佘山地震监测中心站百年变迁佘山地震监测中心站位于松江区佘山脚下（图 1），是中国地震局类基准地震台，前身为上海徐家汇观象台，是中国最早开展地磁观测的台站（陈军等，2006）。佘山台观测阶段如下：徐家汇观象台（1874 年 4 月 1908 年 3 月 10 日）：起初仅白天每小时准点进行人工绝对测量，1877 年 3 月引入照相记录后，台站进入连续观测阶段，受上海市区有轨电车拓展至徐家汇的影响，于1908年年中搬迁至江苏陆家浜验磁台；陆家浜验磁台（1908年 8 月 22 日 1932 年 12 月 31 日）：1908 年接续地磁观测，后因沪宁铁路建设影响，于1933年搬迁至佘山台现台址；佘山台（1933年1月1日至今）：1933年开展地磁观测至今，其中于 1957 年 1958 年 12 月参与第一次国际地球物理年联测，1972 年 5 月 1974 年5 月在地磁临时记录室（受爆破影响于 1967 年建造）进行地磁垂直强度记录，1979 年 4 月 1日观测地磁场 21 时总强度 F，2001 年实施数字化改造，2002 年步入数字化观测时代。图 1 佘山台地理位置示意图Fig.1 Location map of Sheshan station南翔镇上海市区白鹤港青浦县松江区佘山地震台天马镇朱家角镇吴松江0 3 6 km95第 2 期自佘山地磁台建台以来，地磁观测资料已积累长达 130 余年。文中将充分利用这些历史观测资料，系统分析与总结上海地区地磁场百余年的长期变化特征。2 资料选取及处理选取上海佘山地震监测中心站 1874 2005 年地磁观测资料，整理得到地磁偏角（D）、地磁总强（F）、垂直强度（Z）、水平强度（H）年均值。其中，1874 1907 年资料为上海徐家汇观象台阶段观测结果，1908 1932 年资料为江苏昆山陆家浜验磁台阶段观测结果，1933 2005 年资料为佘山地磁台观测结果。为了统一标准，在进行数据计算时，将徐家汇观象台、陆家浜验磁台阶段的地磁观测资料通化至佘山地磁台 1#标准墩，见表 1 所示佘山台不同阶段 D、H、Z、F 之间的墩差。表 1 墩差换算表Table 1 Conversion table of pier difference年份站点墩差磁偏角 D/()水平分量 H/nT垂直分量 Z/nT磁场总强度 F/nT19332005佘山地磁台000018741907徐家汇观象台-11.85-6.387.657.919081932陆家浜验磁台10.75-123.013.0-77.0采用一阶差分方法，将所选数据进行差分得到差分值。设函数 y=f(x)，y 只对 x 在非负整数值上有定义，在自变量 x 依次取遍非负整数，即 x=0，1，2，.时，相应函数值为f(0)、f(1)、f(2)、.，简记为 y0、y1、y2、.。当自变量从 x 变成 x+1，函数 y=y(x)的改变量为 ),2,1,0()()1(=+=xxyxyyx（1）yx称为函数 y(x)在点 x 的一阶差分，通常记作 ),2,1,0(1=+xyyyxxx（2）收集整理佘山台 1877 2005 年地磁七要素 D、H、Z、X、Y、F、I 年均值，运用一阶差分，计算历年七要素差分值 D、H、Z、X、Y、F、I，结果见表 2。限于篇幅，表 2 中计算结果截止时间设为 1936 年。表 2 佘山台地磁观测七要素数据历年的差分值计算结果（18771936 年）Table 2 Calculation results of the difference values of the geomagnetic observation data of seven elements at Sheshan station over the years(1877-1936)序号时间佘山台地磁场七要素一阶差分计算结果D/()H/nTZ/nTX/nTY/nTF/nTI/()118771886 年-0.08-0.2780.1258.0457.97-2.855.351.31-0.5978.7860.2960.6910.1351.33-0.932.164.6-17.95-18.25-8.0723.56-1.140.9840.4218.3717.99-11.3138.37-1.11.1925.736.175.79-10.529.71-1.22.0857.3819.218.79-11.9261.01-0.93-0.5463.6649.2748.92-10.540.97-2.440.25916.2630.36629.08-46.3664.89-1.07-1.3634.3237.3536.94-11.6211.79-1.62-0.93.811.6311.04-15.94-5.87倪友忠等：佘山地震监测中心站地磁观测百余年资料的跟踪分析地震地磁观测与研究44 卷 96序号时间佘山台地磁场七要素一阶差分计算结果D/()H/nTZ/nTX/nTY/nTF/nTI/()218871896 年-0.26-0.67-935-639.66-639.2921.83-682.01-0.06-2.155.6359.1259.05-2.8120.42-0.641.1855.0226.4426.19-7.0350.85-0.67-2.1171.570.2569.96-931.72-0.71-4.6329.3565.9265.61-9.24-22.57-1.42-6.63-101.06-5.03-5.54-13.22-135.44-1.32-42.2290.6184.6484.08-15.8144.23-0.9541.0454.5427.7327.35-10.149.040.94-45.6216.7466.8367.136.28-41.33-2.5-2.41-38.68-3.32-4.26-23.61-50.65318971906 年-0.390.37181.73122.91122.66-8.66133.96-0.55-4.33-90.52-20.54-20.73-4.41-106.22-1.27-1.1251.5246.9846.44-14.0226.17-1.9-2.0918.5933.4632.69-19.51-6.62-2.68-3.96-6.0434.5833.48-27.05-42.15-0.35-1.543.7645.2945.11-5.2516.93-2.06-1.298.1818.3517.49-20.51-6.49-0.9-0.4233.9427.8527.46-9.8220.23-2.15-1.2316.5423.6822.76-21.65-0.02-1.73-1.7420.7631.5930.83-17.99-1.88419071916 年-1.541.2840.515.7615.08-15.4941.26-23.59-1.25175.55135.17124.09-233.53113.33-2.43-0.5442.4434.9433.67-25.2525.19-42.47-0.497.7810.329.05-24.390.78-1.46-0.444.677.616.85-14.5-0.93-1.04-1.21-38.94-15.38-15.89-9.22-39.45-2.61-0.076.25.083.7-25.463.69-2.33-0.98-23.33-6.66-7.88-22.13-26.15-3.640.48-13.72-14.36-16.29-34.32-5.13-2.83-0.24-20.19-11.83-13.36-26.62-16.67519171926 年-1.76-0.35-5.58-0.4-1.37-16.95-7.43-1-0.489.511.2910.71-10.292.23-1.28-0.12-36.31-24.2-24.87-10.94-27.13-1.31-0.24-20.44-11.99-12.71-11.92-16.88-2.64-0.1516.9813.411.87-26.2310.65-1.12-0.0621.9215.9515.28-11.7515.05-0.8-1.17-15.750.480.02-7.74-22.55-2.56-0.26-6.44-2.01-3.5-24.56-7.06-2.07-0.81-73.32-43.41-44.54-17.3-60.14-2.10.568.4443.0341.7-22.8753.68619271936 年-1.38-1.5965.2961.4760.52-17.1331.11-1.27-2.28-76.8-31.59-32.29-10.29-76.68-0.550.5759.7336.4136-7.5947.980.05-0.13-12.45-7.47-7.420.95-10.120.48-2.0833.4843.9344.131.893.70.411.0932.6712.2612.493.233.810.137.09-11.8-78.03-71.9102.6460.210.12-0.4913.2414.1114.150.314.70.350.5325.6412.7112.892.6323.46-0.070.3621.4911.4911.43-1.3618.84均值-2.358 50.138 2 16.125 39.726 58.890 6-13.845 312.999 43 佘山台地磁 D、I、F、H、Z 一阶差分年变化趋势分析基于表2所给出的数据，绘制佘山台18742005年磁偏角D、磁倾角I、磁场总强度F、续表 297第 2 期水平强度 H、垂直强度 Z 的趋势变化及差分变化图，结果见图 2、图 3、图 4，并统计得到各地磁要素一阶差分值的异常时间、变化形态及幅值，结果见表 3。磁偏角长期变化磁偏角差分值年份年份188019001920194019601980200018801900192019401960198020001933年1965年1908年、1910年200-20-40-60-200-300-400-500-600D/D/图 2 佘山台地磁场磁偏角 D 长期趋势变化曲线及差分值Fig.2 Long-term trend curve and difference value of geomagnetic declination(D)at Sheshan station磁倾角长期趋势变化年份年份188019001920194019601980200018801900192019401960198020001933年1991年18931895年4650460045504500500-50I/I/磁倾角差分值图 3 佘山台地磁场磁倾角 I 长期趋势变化曲线及差分值Fig.3 Long-term trend curve and difference value of geomagneticinclination(I)at Sheshan station倪友忠等：佘山地震监测中心站地磁观测百余年资料的跟踪分析地震地磁观测与研究44 卷 98图 4 佘山台地磁场 F、H、Z 长期趋势变化曲线及差分值Fig.4 Long-term trend curve and difference value(F,H,Z)at Sheshan station1880190019201940196019802000188019001920194019601980200018841887年3.43.33.210000-1000H/nTH/104nT佘山台地磁水平分量H长期趋势变化佘山台地磁水平分量差分值H台阶差分结果年份年份1880190019201940196019802000188019001920194019601980200018841887年5.04.84.610000-1000F/nTF/104nT佘山台地磁场总强度F长期趋势变化佘山台地磁场总强度差分值F台阶差分结果年份年份年份年份1880190019201940196019802000188019001920194019601980200018841887年3.63.43.210000-1000Z/nTZ/104nT佘山台地磁垂直分量Z长期趋势变化佘山台地磁垂直分量Z差分值台阶台阶99第 2 期表 3 D、I、F、H、Z 变化一阶差分年变化趋势Table3 D,I,F,H,Z annual variation trend of first-order difference变化时间异常分量变化形态一阶差分变化幅值D/()I/()F/nTH/nTZ/nT2005 年D下降-42.681.17-6.4-16.46.61991 年I上升-0.3744.6122.77-30.8361.41965 年D下降-41.760.26-15.45-13.33-8.541933 年D、I上升10.137.09-11.8-78.0360.211910 年D下降-42.47-0.497.7810.320.781908 年D、F、H、ZD 下降，F、H、Z 上升-23.59-1.25175.55135.17113.331897 年F、H、Z上升-0.390.37181.73122.91133.961895 年I下降0.94-45.6216.7466.83-41.331894 年I上升-0.9541.0454.5427.7349.041893 年I下降-1.32-42.290.6184.6444.231892 年F、H、Z下降-1.42-6.63-101.06-5.03-135.441887 年F、H、Z下降-0.26-0.67-935-639.66-682.011884 年F、H、Z上升-2.440.25916.2630.36664.89由图 2 可见，佘山台磁偏角 D 百年来呈长期下降趋势变化，从 1876 年的-2 01.28下降至 2005 年的-5 0.5，129 年共下降-2 59.22，平均每年下降 1.389 3。在长达百余年的变化过程中，磁偏角 D 呈非线性下降，在 1908 年、1910 年、1933 年、1965 年、2005 年出现大幅度下降或上升台阶，其中 1910 年、1965 年、2005 年的变化幅度较大，最大差值达-42.47。由图 3 可见，在佘山台 129 年的观测时段内，磁倾角 I 在 46 13.84 45 15.76 范围内上下变化，呈现周期性特征，震荡幅度约为 1。其中，磁倾角 I 在 1893 1895 年、1933 年、1991 年出现大幅度台阶变化，且 1895 年、1991 年变化幅度更大，分别为-45.62、44.61。I 大幅变化的 2 个时段相差近百年，且跳动幅度基本相同，方向相反，可能预示了地球磁场磁倾角存在周期性变化。图 4 反映了 1876 2005 年佘山台地磁磁场总强度 F、水平强度 H、垂直强度 Z 三分量的长期趋势变化及差分值变化。由图 4 可见，在佘山台 129 年的观测时段内，F、H、Z 三分量保持震荡盘升的周期走势，其中 F 年均变化 16.959 nT，H 年均变化 10.17 nT，Z 年均变化 13.73 nT。三者相关性较强，在变化趋势上基本一致。其中，1884 年、1887年、1892 年、1897 年及 1908 年同时出现年变幅度较大现象。在 1884 1887 年，三分量均存在一个大幅度台阶，变化幅度达 600 nT 以上，F 分量变化幅度更大，达 900 1 000 nT。由图 4 还可以发现，三分量具有明显的波峰、波谷的周期性特征，变化周期约为43 45 年。徐静明（1984）分析指出，佘山台地磁数据的长期变化具有明显的周期性，基于周期频率谱 零交法估计，其水平分量变化周期约为 45 年，相对变幅约为 336 nT，垂直分量变化周期约为 43 年，相对变幅约为 261 nT。也就是说，佘山台地磁数据长期变化的视周期 Ta约为 45 年。4 佘山台地磁环境变化定量分析基于此，为科学应用佘山台地磁观测数据，不仅需对该台 1874 2005 年的地磁数据倪友忠等：佘山地震监测中心站地磁观测百余年资料的跟踪分析地震地磁观测与研究44 卷 100及一阶差分值进行长期趋势分析，还需要对地磁环境变化进行定量计算与分析，排除是受环境变化干扰而造成的趋势异常变化。文中利用国际地磁场参考模型 IGRF12，计算地磁异常场模量 T，统计分析佘山台百余年来地磁观测的场地环境指标。地磁台磁场环境异常场模量 T 计算公式如下 222)()()(ZYXT+=（3）式中，X、Y 和 Z 为地磁场北向分量 X、东向分量 Y 和垂直分量 Z 的年均值差分值。T 为地磁台地磁异常场的模量，可据其大小判定地磁台地磁观测环境状况。若 T 100 nT，则佘山台为正常磁场区；若 100 nT T 300 nT，则佘山台为弱磁异常区；当 T 300 nT 时，则佘山台为强磁异常区。由于 1884 1886 年地磁观测资料存在明显的台阶跳动，故在分析佘山台地磁场环境异常场模量 T 时，取 1888 2005 年观测数据进行计算，绘制 T 长期趋势变化图，结果见图 5。图 5 佘山台地磁场环境异常场模量 T 长期趋势变化Fig.5 Long-term trend change of geomagnetic environmental anomaly field modulus T at Sheshan Geomagnetic Station300250200150100500T/nTT地磁场异常场的模量年份1900192019401960198020001908年1933年1897年1892年由图 5 可见，在 1892 年、1897 年、1898 年、1908 年及 1933 年，佘山台地磁场环境异常场模量 T 在 100 300 nT 范围内变化，表明佘山台为弱磁异常区。其中，1908年 T 接近 300 nT，应为上海徐家汇有轨电车建设运营影响观测环境所致，后地磁观测迁至江苏昆山县，建立陆家浜验磁台；1933 年 T 超过 100 nT，应为受沪宁铁路建设影响所致，后将地磁台迁移至目前台址，即为现在的佘山地磁台；1934 年至今，T 100 nT，表明佘山台为正常磁场区，说明台站观测环境明显稳定。1888 年至今，佘山台各个阶段均未出现 T 300 nT 的现象，表明该台地磁场观测环境相对优越，未处在强磁异常区。表4列出佘山台地磁场环境异常场模量T的异常时间段，即1884年、1887年、1892年、1897 年、1898 年、1908 年和 1933 年，对应的脉冲变化及 T 数值，可见环境干扰对 F、H、Z 的影响较大。101第 2 期排除环境干扰影响，统计发现佘山台磁偏角 D 及磁倾角 I 在某些年份变化幅度较大。由表2可知，18742005年，佘山台磁偏角D年均值为-2.358 5，磁倾角I年均值为0.138 2。对比表 3 可知，1893 年 I、1894 年 I、1895 年 I、1910 年 D、1965 年 D、1991 年 I、2005年 D 值变化幅度多在 40 45 上下震荡，其异常变化年均值达 40 以上，变化幅度远大于平均值。由于历史地震事件记录不够详实，无法准确查证予以对比，故本文未列举震例进行对比分析。表 4 佘山地磁台地磁场环境异常场模量 T 的异常时间段统计Table 4 Statistics of abnormal time periods of geomagnetic environment abnormal field modulus at Sheshan Geomagnetic Station异常时间异常形态T/nT异常时间异常形态T/nT异常时间异常形态T/nT1933 年脉冲139.031897 年脉冲181.831887 年脉冲935.041908 年脉冲287.711892 年脉冲136.191884 年脉冲916.491898 年脉冲108.35 结论综上所述，可得出以下结论：（1）基于地磁场模型 IGRF12 计算佘山台 1874 2005 年地磁异常场模量 T，发现T100 nT的年份集中在1884年、1887年、1892年、18971898年、1908年及1933年。基于历史考证日志，1908 年 T 接近 300 nT，由上海徐家汇有轨电车建设运营影响观测环境所致；1933 年 T 超过 100 nT，由沪宁铁路建设影响所致。（2）排除环境干扰影响后，统计发现磁偏角及磁倾角分量异常幅度变化较大，其中1893 年 I、1894 年 I、1895 年 I、1910 年 D、1965 年 D、1991 年 I、2005 年 D 值变化幅度约在 40 45。（3）在长趋势分析中，发现地磁场观测要素均存在明显的周期性变化，其中水平强度F、H 变化周期约为 45 年，垂直强度 Z 变化周期约为 43 年，磁场总强度 F 变化周期约为 42 年，应与太阳活动周期效应有关。（4）佘山台磁偏角 D 不断向西偏离磁场北极，年变率约为 1.389 3；磁倾角 I 呈周期性变化，周期为 90 100 年。（5）在地磁环境变化定量计算与分析中，发现 1892 年、1897 年、1898 年、1908 年及1933 年的 T 100 nT。自 1933 年台址迁移至现佘山地磁台所在地以来，T 变化幅度减小，逐渐趋向稳定，且 T 100 nT，表明 1933 年以后，该台地磁观测环境处于正常磁场区。参考文献陈斌，顾左文，高金田，等.中国地区地磁长期变化研究 J.地球物理学报，2010，53（9）：2144-2154.陈军，张欢，朱国豪，等.佘山台地磁场长期变化基本特征 J.防灾技术高等专科学校学报，2006，8（1）：50-52.林云芳，曾小苹，郭启华.中国华北地区地磁长期变化的分析 J.地震学报，1982，4（1）：74-83.孙枋友，安振昌.1960 年以来亚洲地区地磁 X-年变率的两次突变 J.地震地磁观测与研究，1983，4（6）：9-13.徐静明.中国地磁场北向强度的太阳周期效应 J.地球物理学报，1984，27（6）：605-609.杨云存，高国明.1900 2010 年地磁场水平分量梯度的全球变化 J.震灾防御技术，2014，9（Z1）：557-571.Walker G B and O Dea P L.Geomagnetic secular-change impulsesJ.Eos Trans,Am Geophys Union,1952,33(6):797-800.倪友忠等：佘山地震监测中心站地磁观测百余年资料的跟踪分析地震地磁观测与研究44 卷 102Tracking and analysis of geomagnetic observation data for over a hundred years at the Sheshan Earthquake Monitoring Center StationNI Youzhong，ZHU Jiamiao，REN Ye，ZHU Peiyu，FANG Tao，ZHU Guohao，ZHONG Weixing and YE Qing(Sheshan Seismic Reference Station,Shanghai 201602,China)AbstractUsing annual mean data of seven geomagnetic elements D,H,Z,X,Y,F,and I from 1874 to 2005 at the Sheshan Earthquake Monitoring Center Station,the first-order difference method is used to calculate the difference values of magnetic elements D,H,Z,X,Y,F,and I in various regions.We then draw a trend chart of differential values and calculate the year,direction,and amplitude of abnormal steps in the annual mean data of the seven geomagnetic elements over a hundred years of observation.At the same time,we use a quantitative model of geomagnetic environmental changes to calculate the modulus of the geomagnetic anomaly field T and carry out a statistical analysis of the environmental indicators of the geomagnetic observation site at Sheshan Observatory over the past century.The following conclusions can be drawn from the results:The magnetic declination angle D shows two significant step-down changes in the long-term trend,with a change of-42.47 from 1908-1910 and a change of-41.76 from 1965.The changes in other periods are relatively stable.The magnetic dip I changed downwards from 1893 to 1895 with a change of-45.62,and it changed inversely upwards in 1991 with a change of 44.61.The total magnetic field intensity F,horizontal intensity H,and vertical intensity Z in the Sheshan area have obvious periodic changes,which should be related to the periodic effect of solar activity.The long-term trends of F,H,and Z are relatively similar,with a significant step from 1884 to 1887,with changes above 600 nT.In quantitative calculation and analysis of geomagnetic environmental changes,it was found that in 1908 and 1933 T 100 nT,indicating significant influence from the observed environment.By looking up historical materials,it was found that the unstable observation environment was caused by the construction and operation of the Xujiahui tram in Shanghai in 1908 and the relocation of the Shanghai Nanjing Railway construction station to Sheshan in 1933.Keywords:geomagnetism，basic magnetic field of the earth，annual variation rate，seven elements