云南彝良5.7级地震前卫星热红外异常

针对2012年9月7日云南彝良5.7级地震前在震中区附近出现的大面积热红外异常,利用中国静止气象卫星FY-2C/E红外遥感亮温资料,采用功率谱相对变化法进行研究.结果表明:该次地震发生前一个月震源区附近存在明显的热异常区域,并且随着时间推移不断扩大、迁移;在2012年9月1日左右异常面积达到最大,随后逐渐收缩,相对变化幅度达10倍以上.同时发现该次亮温异常沿断层呈带状分布,应与活动构造分布有关.     

2021年8月26日阿克塞MS5.5地震热红外亮温异常研究

基于相对功率谱方法分析2021年8月26日阿克塞M_S5.5地震前红外亮温相对功率谱时空演化特征。结果表明：阿克塞M_S5.5地震前震中西侧出现明显亮温相对功率谱增强,增强区域沿阿尔金断裂与柴达木北缘断裂分布,持续大约1个月后消失,地震在异常消失8 d后发生。相对功率谱值呈现上升—下降—再上升—再下降的变化过程,地震在功率谱值回落之后发生。根据震例统计结果显示,2008年以来新疆地区共有15次热红外亮温异常,热红外异常出现后3个月内,在异常区周边及附近250 km范围内发生7组M_S≥5.0地震,且异常面积与对应地震震级存在正相关关系。     

2010年玉树Ms7.1级地震前热红外异常特征研究

以静止卫星热红外相当黑体亮温为数据源(2005~2011年),应用功率谱相对变化法对2010年青海玉树Ms7.1级地震进行了分析,结果显示:地震前相对功率谱比值出现明显增强,特征周期为13天。异常沿北东方向扩展,大致与该区域甘孜—玉树断裂带呈斜交状,异常比值和异常面积范围在2010年4月5日(震前10天)达到最大,异常比值超过4的范围约达4万平方千米。热红外亮温相对功率谱比值明显受到活动断裂控制。随着震中距增加,该比值在震前3天均值下降幅度比震前20天、震前30天的均值都要快。     

2011年9月18日印度锡金里氏608级地震热红外变化

选用静止卫星红外遥感亮温资料,对2011年9月18日印度锡金里氏6．8级地震热红外资料进行研究,并对比分析该地区2006年以来热红外异常变化,研究结果发现该区大地震之前存在明显的异常变化,相对功率谱最大值达到12,震前42天出现异常,9月15日前后异常幅度达到最大值,显示出明显区域性特征。     

2011年9月18日印度锡金里氏6.8级地震热红外变化

选用静止卫星红外遥感亮温资料,对2011年9月18日印度锡金里氏6.8级地震热红外资料进行研究,并对比分析该地区2006年以来热红外异常变化,研究结果发现该区大地震之前存在明显的异常变化,相对功率谱最大值达到12,震前42天出现异常,9月15日前后异常幅度达到最大值,显示出明显区域性特征。     

华北地区中强震前卫星红外亮温变化研究

应用相对功率谱估计方法对华北地区中强地震前静止气象卫星热红外遥感亮温资料进行时频分析, 结果表明: 华北5级以上地震发生前存在显著的亮温热异常, 震前1个月左右异常开始出现, 高值幅值持续时间超过20天, 功率谱幅值最高可以达到平均值的7倍以上, 且发震区域一般位于异常区边缘或异常区域内的断层上。     

2008年于田MS7.3和2010年玉树MS7.1 两次地震前中波红外遥感异常研究

以静止卫星中波红外亮温为数据源, 应用功率谱相对变化法对2008年新疆于田M_S7.3和2010年青海玉树M_S7.1地震进行了分析研究. 结果表明, 两次地震前均出现了不同程度的功率谱信息增强现象, 特征周期分别为64和13天; 两次地震前特征功率谱幅值达到近几年来的相对最大值或极值, 且功率谱幅值均在6倍以上; 两次地震前、 后功率谱幅值大于2倍的持续时间均为近80天, 异常极值时功率谱幅值大于6倍的范围面积分别达12万和4万平方千米. 上述结果与长波辐射通量和热红外亮温资料的研究结果基本一致, 可为将来实现多波段同时监测热辐射变化进行地震预测提供参考.      

浙江省及其邻区红外亮温异常与地震关系

选取2006—2013年的FY2风云2号气象卫星热红外亮温夜间数据,采用相对功率谱法进行全时空分析,获得优势频率和幅值。研究每一个频率点的相对功率谱随时间和空间的变化,与浙江省及其邻区17个ML5.0以上地震的三要素关系进行分析,得到如下结果:9个地震前出现热红外亮温相对功率谱异常,前三个特征周期的对应率比后三个特征周期高;在时间上,异常多出现在震前数日至数月,并且较多发生在异常达到最大值后和异常恢复后,少部分发生在异常达到最大值前;空间上,异常的表现为由弱-强-弱-消失的过程,异常形态多为从零星异常演化成团块状或与断裂带走向较为一致的条带状。异常时间、异常幅度、异常开始到地震发生的时间等特征与地震无明显关系。     

2016年3月21日甘肃金塔4.7级地震热红外亮温异常分析

使用中国静止气象卫星FY-2E/G红外遥感亮温产品为基础数据,针对2016年3月21日甘肃金塔4.7级地震前后出现在震中区附近的显著热红外异常,运用小波变换和相对功率谱法进行异常提取和资料分析,结果表明,地震热红外异常范围主要分布在震中以北的大范围区域,震前10天左右出现功率谱增强现象,随着时间推移,异常范围逐渐向北扩大,一直持续到震时,震后14天异常开始收缩并减弱。通过对比同地区相似震例发现,本次地震与2012年5月3日金塔5.4级地震的热异常特征有许多共同点,其中相同的特征周期可为热红外地震前兆特征的归纳提供典型的参考信息,同时可为建立区域热异常统计模型积累可靠的判定依据。     

理塘MS5.1和杂多MS6.2地震热红外亮温异常分析

利用相对功率谱方法对风云卫星热红外亮温数据进行处理, 发现理塘M_S5.1和杂多M_S6.2地震前存在明显的前兆异常。 异常时空演化特征为2016年8月12日在嘉黎—察隅断裂带、 怒江断裂带和澜沧江断裂带开始出现亮温功率谱高值聚集现象, 随后幅值和面积逐渐增大, 持续至9月1日异常面积和幅度达到最大值, 然后逐渐减弱, 2016年9月21日后基本恢复正常, 异常持续近40天。 异常结束后, 分别于9月23日和10月17日在异常区域内发生理塘M_S5.1和杂多M_S6.2地震。 两次地震震中区域平均相对功率谱值时序曲线与异常区域时间演化过程类似, 地震发生在平均相对功率谱值恢复正常背景值之后。     

FY-3卫星监测四川芦山地震前后热异常

利用中国FY-3气象卫星资料,通过分析多种仪器的亮温数据,对2013年四川芦山MS7.0级地震进行了再研究。结果表明：中国FY-3卫星星载多探测仪器,可用于立体监测地震多发区域,红外和微波亮温震区异常明显,能部分解释大地震前热红外异常的多种观点,说明FY-3卫星对地震预测具有一定的实用性和参考作用。     

GRACE卫星观测到的与汶川Ms8.0地震有关的重力变化

利用GRACE卫星重力资料,计算了中国大陆及周边的卫星重力时变场和地表密度变化分布,获取了具有代表性的点位区域的每月重力变化时间序列.同时获得了WUSH、LHAS、KUNM、LUZH站相对于区域参考框架的GPS位移时间序列.卫星重力观测结果显示喜马拉雅弧形带的重力在2004年苏门答腊M_w9.3地震后快速下降, 2006~2008年尤为明显,西域地块西北边界带上震后重力下降也较为显著;而沿青藏高原北至东边界2007年出现明显的重力上升沿构造边界的弧形分布,且2008年南北地震带中南段重力上升变化显著.这些苏门答腊地震后的重力变化趋势到汶川地震发生后才开始改变.GPS位移结果显示四个台站均记录到苏门答腊大地震的同震信号,震后WUSH、LHAS、KUNM站水平位移向量出现明显的运动趋势改变,且一直持续到2008年汶川M_s8.0地震的发生.GRACE卫星揭示的青藏高原及周边地表质量的变化为解释汶川地震的动力机制提供了新的观测途径和资料.本文结合区域构造运动的特点和GPS位移,对GRACE观测的时变重力场特征及汶川地震的动力机制进行了初步解释和讨论.     

青藏块体8级左右地震前中强地震 活动图像的相似性演化

2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震.汶川地震前,青藏块体曾出现与2001年11月昆仑山口西8.1级特大地震前相似的大规模中强地震活动图像.为了探讨8级左右地震前的中强地震活动规律,本文研究了1900年以来中国大陆地区8级左右地震前中强地震的时空分布特征,认为①青藏块体8级左右地震前一般会出现中强地震活动图像的两阶段演化,第一阶段主要表现为中强地震沿印度板块与青藏块体接触带附近分布、青藏块体内部平静,第二阶段主要表现为中强地震向青藏块体内部扩展,形成大规模中强地震条带,未来主震一般发生在大规模中强地震主条带或者多组条带的交汇处.②该演化规律可能反映了印度板块作用于欧亚板块(尤其是青藏块体)产生的大区域地壳运动与构造应力场的动态变化过程,对预测青藏块体8级左右地震(尤其是8级以上特大地震)有一定意义,对预测新疆块体8级左右地震有参考价值,但尚不适用于中国大陆东部地区.③从更大范围考察中强地震活动图像的演化,有可能发现大地震前的场兆信息,对分析、预测未来的8级左右地震是一个有意义而且可行的方向.本文还对汶川地震的孕震过程和大规模中强地震条带的形成机理作了初步的探讨.     

2020年新疆于田Ms6.4地震前热红外亮温异常研究

获取了2020年4—7月新疆于田M_S6.4地震区周边约400 km范围内连续的中国气象卫星FY-2G遥感热红外资料, 选取北京时间凌晨1:00~5:00时的分钟值数据, 经过小波变换和功率谱估计法进行处理, 得到研究区地震前后相对功率谱异常演化过程, 对比分析了2019年相同频率同期的相对功率谱幅值, 并讨论了异常时间演化过程及异常空间分布特征的可能原因。 结果表明: 从2020年4月初开始相对功率谱在塔里木盆地南缘出现零星高值异常, 显著特征周期为13 d; 随后, 异常面积沿着盆地边缘断裂逐渐扩大并向阿尔金南缘断裂区域扩展。 4月下旬异常区域进一步扩大并形成跨发震断裂的异常带, 异常在2020年5月下旬和6月初达到峰值; 随着地震的临近, 异常区域开始收缩, 异常幅度也开始减小, 至地震发生时震中区附近异常已经消失; 对比分析2019年同期同频率研究区的相对功率谱值后, 认为此次热红外亮温异常可能是地震前的短临异常现象。     

2013年四川芦山Ms7.0地震前的重力变化

利用川西地区2010-2012年期间的流动重力观测资料,系统分析了区域重力场变化及其与2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生的关系.结果主要表明:①区域重力场异常变化与北东向龙门山断裂带南段和北北西向马尔康断裂带在空间上关系密切,反映沿该两断裂带(段)在2010-2012年期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形.②芦山7.0级地震前,测区内出现了较大空间范围的区域性重力异常,而震源区附近产生了局部重力异常,沿龙门山断裂带南段形成了重力变化高梯度带,其中,宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异变化达100×10^-8m·s^-2以上;这些可能反映芦山地震前,区域及震源区附近均产生与该地震孕育、发生有关的构造运动或应力增强作用.③重力场差分动态演化图像和重力场累积变化动态图像均反映芦山7.0级地震孕育过程的最后2~3年出现较显著的流动重力异常变化,可视为该地震的中期前兆信息;本文第一作者等也曾基于该流动重力异常变化在芦山7.0级地震前做过一定程度的中期预测,尤其是地点预测.本文的例子再次证明流动重力观测能较好地捕捉到强震孕育发生过程中,特别是该过程最后阶段的重力异常变化信息.因此,区域流动重力场观测对未来强震的中-长期预测,尤其是在发震地点的判定上具有优势.     

芦山MS7.0地震长波辐射异常现象

以静止卫星长波辐射资料为数据源, 应用功率谱相对变化法对芦山M_S7.0地震进行分析研究. 结果表明, 芦山地震前在龙门山断裂带上及其西北地区出现了明显的长波辐射功率谱信息异常现象, 芦山地震发生在功率谱增强范围区的边缘. 临震时功率谱相对变化率幅值达到近几年来的相对极值, 约为平均值的8倍, 功率谱幅值(相对变化率)大于平均值2倍的持续时间约为65天, 功率谱幅值最大时大于平均值6倍的异常面积达12万km2. 短临异常信息表现特征与之前的中国大陆M_S≥6.5地震研究结果基本一致. 强震长波辐射功率谱信息特征幅值极值、 功率谱增强持续时间等短临异常特征识别较为容易, 且长波辐射资料可实时更新, 未来可将其应用于监测地震重点危险区, 特别是监测能力较差的强震多发区.      

2018年5月28日松原MS 5.7地震前热红外亮温异常分析

2018年5月28日吉林松原发生M_S 5.7地震。为了分析松原地震前可能与地震有关的热红外亮温异常,收集了以震中为中心的38°—50°N、116°—134°E范围内,2013年1月1日—2018年6月18日静止气象卫星FY-2G观测的地表亮温资料,应用连续小波变换方法计算了每一个像元的小波相对能谱,得到了分析区域内相对能谱的时、空演化规律。结果显示,地震前1周吉林—丰满断裂周围出现相对能谱值超出背景值的异常现象;且随着地震的临近,异常区域沿着松花江第二断裂带向NW方向扩展,异常幅度随之增大。地震发生后异常幅度及面积继续增大,直至震后1个月异常逐渐消失。含油气盆地地下大量天然气对震前应力的变化较敏感,当应力积蓄到一定程度,盆地周缘的活动构造带及一些微裂隙都是天然气上涌的通道,而溢出地表的甲烷、二氧化碳等温室气体辐射增温效果明显。在震前,盆地出现大片区域的辐射增温异常可能与天然气外泄有关,或许可以解释松原M_S 5.7地震震中位于异常区外边缘的现象。