2018年5月28日松原MS5.7地震热红外亮温异常分析

基于2016年5月29日—2018年5月28日中国静止气象卫星FY-2E （FY-2G）的连续亮温观测数据,利用连续小波变换法分析了2018年5月28日松原M_S5.7地震前震中附近（119°E—134°E,40°N—50°N）热红外亮温相对小波能谱的时空演化。结果显示:自2018年2月起,热红外亮温相对小波能谱首先在北西向的第二松花江断裂前郭部分出现高值异常;随后异常范围沿第二松花江断裂前郭部分和扶余—肇东断裂扩展,至2018年3月异常范围及幅值达到峰值;而后异常空间分布逐渐向震中附近收缩成一条NE走向的沿扶余—肇东断裂分布的窄带状区域,异常幅值逐渐降低;最终于４月中旬异常在该区域内消失,其后约40天发生松原M_S5.7地震,震中位于异常区域的边缘。此外,本文还分析了2013年以来研究区域内热红外亮温相对小波能谱高值异常与所发生地震的对应关系,结果显示:在7组异常中有4组异常出现后有地震发生,且此4次地震为该时段内研究区内所发生的所有浅源地震。      

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前热红外亮温异常分析

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生了MS7.0地震,造成196人遇难、23人失踪和上万人受伤的重大灾难。为了分析芦山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98°~108°E、25°~35°N范围内,2011年4月20日至2013年4月19日为期2年,由静止气象卫星FY-2E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、空演化过程。结果显示,从1月中旬起,在龙门山断裂带中段开始出现异常,随后异常沿着龙门山断裂逐渐向SW扩展;从3月上旬起,鲜水河断裂带也开始出现异常,之后异常聚集在龙门山断裂和鲜水河断裂的交会区域,在3月下旬异常区域和异常幅度达到最大。随着地震的临近,异常幅度和空间区域逐渐减小,直至4月19日异常还在持续中,地震发生在异常区域的东南边缘。因此认为,热红外异常可能与芦山地震是有关联的。     

2011年盈江5.8级地震热辐射亮温异常分析

使用从2010年1月12日至2012年1月11日,在(20°～30°N,93°～ 103°E)范围内由中国静止气象卫星FY-2E观测的热红外遥感亮温资料,对2011年3月10日盈江5.8级地震周边地区的热红外亮温异常特征进行了研究.结果表明:从2011年3月初开始在盈江5.8级地震震中周围开始出现相对能谱异常,之后异常区域逐渐扩大并向震中区域集中,并于3月中下旬在震中偏西地区形成片状异常区域,相对能谱最大异常幅度达13倍,随后异常区域和幅度逐渐减小,地震发生后数天异常消失.     

福建地区MODIS卫星热红外资料异常分析

根据MODIS卫星热红外数据,利用透热指数法和亮温增温异常点比值法,分析福建地区地震震前的热红外时空异常变化,发现透热指数与福建地区中等地震有较好的对应关系,而地表的亮温增温异常区与未来发生的地震震中较为接近。     

2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震热红外亮温异常分析

为了分析2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的热红外亮温异常,收集了以震中为中心30°~45°N、70°~95°E范围内由中国静止气象卫星FY-2E观测的亮温资料,资料时间段为2012年5月1日~2014年4月30日。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过程。分析结果显示,从2013年10月开始相对能谱在震中附近出现异常,随后异常逐渐扩大并向阿尔金断裂带和西昆仑断裂带东段区域扩展。从同年11月开始塔里木盆地西缘的中天山、南天山和西昆仑区域断裂带西段开始出现异常,之后异常区域进一步扩大并向断裂带迁移,最终形成沿塔里木盆地周围断裂带分布的带状异常区域,异常在2013年12月下旬和2014年1月上旬达到峰值。随着地震的临近,异常区域开始减小,异常幅度也开始减弱,至地震发生时震中区附近异常已经消失,但在阿尔金断裂和中天山区域异常仍存在。于田地震发生后异常迅速衰减,2014年2月下旬异常基本消失。     

甘肃岷县M_S6.6地震前天体引潮力与OLR异常间关系的研究

分析甘肃岷县M_S6.6地震前后潮汐变化发现,发震时刻引潮力处于最低相位点,显示引潮力的诱震属于典型逆冲断层作用类型。以潮汐周期为时间指示,利用NOAA卫星地面长波辐射(OLR)数据,分析震中及其邻近区域(30°~40°N,90°~110°E)地震前后(7月17~25日)地面长波辐射值的连续变化状况,结果显示,震前仅震中及其相关联断裂附近OLR发生了显著且连续的异常变化,在时间上经历了起始增温—异常加强—峰值—衰减—发震—平静的演化过程;在空间上异常区域覆盖震中,与汶川地震引发的应变积累正影响区之南北地震带北段基本吻合;在形态演化上,表现出沿断裂带分散—汇聚—分散的破裂过程,并与岩石应力加载破裂的初始微动破裂—扩张破裂—应力闭锁—地震爆发—恢复平静阶段的力学过程完全吻合。这可能预示该地震发震前后天体引潮力对处于临界状态的活动断层具有诱发作用以及长波辐射异常在一定程度上对地震构造应力应变过程辐射进行表征。     

2010—2016年南北地震带岩石圈磁场变化分析

利用小波分解对2010—2016年南北地震带(21°N—37°N,97°E—109°E)区域6期岩石圈磁场年变化数据进行处理,并对2011年6月以来该区域发生的M_S≥5.0强震震中区的岩石圈磁场变化空间分布及时间演化特征进行了系统分析。结果显示:震级与岩石圈磁场ΔX,ΔY,ΔZ分量变化的相关系数分别为0.26,-0.26,0.15,即二者无显著相关性;震中处岩石圈磁场分量变化的最大幅值分别为18.46,14.98,-15.54 nT。对岩石圈磁场变化进行小波分解的结果表明:MS7.0地震前两年出现显著基底异常,其尺度可能达到上千千米;M_S6.0地震前一年也出现显著基底异常,但异常尺度较小;M_S5.0地震前尚未观测到明确的基底或中层异常。     

地震前卫星红外异常与发震断裂的关系研究——以2001年昆仑山8.1级地震为例

以 2 0 0 1年 11月 14日昆仑山 8 1级地震为例 ,运用月均亮温点对点差值分析法和断裂带内外亮温差值分析法 ,研究了活动断裂与震前红外异常的空间关系及发震断裂上震前卫星红外异常的时间演化过程。研究发现 :震前月平均亮温相对于 2 0 0 0年同期平均亮温的增温区沿发震断裂呈条带状分布 ;从震前 1个半月的 2 0 0 1年 10月开始 ,断裂带内外的相对温差发生明显变化 ,断裂带内的平均亮温与其外围的平均亮温差从 - 2℃增加到 1℃ ,相对增温幅度达 2～ 3℃左右 ,地震之后相对温差又回到正常状态。由此可见 ,震前卫星红外增温与东昆仑断裂带存在着明显的对应关系 ;地震前沿断裂带的红外增温大于其它地区。断裂带内外亮温差值分析法是定量研究红外增温与活动断裂的时空关系、挖掘震前增温异常的有效方法     

中、强震前川滇块体遥感红外辐射异常分析——以宁蒗M5.7地震和鲁甸M6.5地震为例

许多研究表明中强地震前出现了红外辐射异常。近年来,川滇块体中、强地震频发,利用遥感数据对其红外辐射异常变化开展深入分析十分必要。结合13年MODIS/Terra遥感红外数据,采用空间距平分析法、辐射增强阈值面积指数法及辐射亮温均值低频时间序列法,对2004年4月—2017年6月红外亮温数据进行深入分析,研究川滇块体及周边构造断裂M≥5.5地震的震前异常信息。结果表明:(1)M≥6.0地震在震前3～6个月川滇块体会出现较为明显的红外辐射增强异常现象;(2)震前红外异常并非随机分布,而可能是受到相关块体的控制;(3)以宁蒗M5.7地震和鲁甸M6.5地震为例研究发现,震前辐射增强较高的小范围区域与震中位置存在一定关联。     

基于改进两步差法的玛多MS7.4地震微波异常研究

针对2011年提出的两步差法在地震微波异常提取中的不足,提出了改进两步差法,该方法通过使用层次聚类和小波分析两种算法,克服了原方法中未考虑不同地物类型引起的亮温差异、亮温背景场不够稳健等问题,从而使异常结果在空间形态和异常幅度上更加合理,并将该方法应用于2021年5月22日青海省玛多县M_S7.4地震的微波异常提取。结果显示,玛多地震前三个月出现了一条长约900 km、增温幅值达12 K的NE向亮温增温条带,与2010年4月14日MS7.1玉树地震前异常特征在空间分布和演化特征上均有很高的相似性。此外,异常出现的时间和幅度与震级有一定相关性,震级较大的玛多地震出现异常时间较早,幅度较大;而震级较小的玉树地震出现异常时间较晚,幅度较小,且两次地震的微波亮温增温幅值均达8 K以上。初步的机理分析认为,地震前的微波异常条带与该区域的NE向张性断裂和张性断陷带在空间上分布一致,异常的出现可能与地震前该断陷带的地热活动以及地表岩石的发射率变化有关。     

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。     

前郭MS5.8和松原MS5.7地震震源区地壳速度结构与孕震环境

为了解2013年11月23日吉林前郭M_S5.8和2018年5月28日吉林松原M_S5.7地震震源区的地壳速度结构及其孕震环境,本研究收集了东北地区CEA固定台站、NECESSArray流动台站和五大连池WAVESArrary流动台站的连续波形数据,使用背景噪声成像方法,获得了前郭地震和松原地震震源区地壳S波速度结构.结果显示,这两个地震主要发生在相对高波速异常区,而震源区下方存在明显低波速异常,且该低速层呈北北东走向,并有向北延展的趋势.结果表明,震源区相对高波速异常区易于积累能量孕育地震,而震源区下方的低波速异常可能代表了流体作用.这种流体作用会降低断层面有效正应力从而触发地震.这种流体作用可能和太平洋板块深俯冲至我国东北地区（包括前郭地震和松原地震震源区）下方的地幔转换内形成"大地幔楔"结构与动力学密切相关.在"大地幔楔"结构中,由于地幔转换带中滞留板块脱水作用和地幔角流作用,容易形成热湿物质上涌,进而导致松辽盆地中北部岩石圈物质拆沉、地幔流体入侵至中下地壳、然后作用于断裂带,从而导致了两个震源区中强度地震的发生.     

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。     

2017年九寨沟MS7.0地震前热红外亮温异常与盆地效应

以中国静止气象卫星亮温数据为数据基础,采用小波变换和功率谱估计方法进行处理分析,并对处理后的数据进行时空扫描。结果表明:① 在2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前,沿龙门山断裂带存在一条热红外辐射增温带,其热辐射异常主要分布于四川盆地边缘,异常面积最大可达6×104 km2,九寨沟地震即发生在增温区域的边缘;② 九寨沟地震的相对功率谱时序演化特征显示,2017年7月初相对功率谱幅值迅速升高以后,长时间持续呈高幅值状态,且与过去十年的数据相比相对功率谱较为突出,直到地震后一段时间才恢复;③ 九寨沟地震异常的分布与汶川地震前热辐射异常展布相似,对其它发生在含油气盆地边缘的地震进行综合分析认为,热辐射异常均具有类似盆地形态的特征,反之,这种类似盆地形态的异常与M_S≥6.5地震的对应率为75%;④ 地震盆地效应是位于盆地边缘的、具有不同发震构造的地震表现出相似的热辐射空间展布的主要原因,与地球放气理论机理解释相一致。      

威远MS 5.4地震序列活动特征与成因分析

通过对威远M_S 5.4地震背景与活动特征研究,表明自贡地震监测中心加强流动监测提高了威远M_S 5.4地震序列地震参数的精度和地震信息报送的准确性。威远M_S 5.4地震前经历了区域地震平静至活跃、再发震的过程,威远M_S 5.4地震为一般主—余型地震,其ρ、b值异常可能反映了其后将发生资中M_S 5.2地震。威远M_S 5.4地震序列及其附近的华蓥山断裂地震带和马边地震带震后时间扫描地震学参数均正常,威远M_S 5.4地震区近期再次发生更大地震的可能性较小;并认为威远M_S 5.4发震断裂为荣县—威远基底断裂,华蓥山断裂带及其附近荣县—威远—资中地区2018年开始的4—6级地震活跃与川西地区东昆仑断裂带2017年8月8日九寨沟M_S 7.0地震的发生存在呼应关系。     

2020年5月18日云南巧家MS 5.0地震总结

系统总结2020年5月18日云南巧家M_S 5.0地震发生前出现的地震活动和地球物理观测异常,其中：①地震活动异常：震前存在震群活动、Benioff应变比和地震发生率异常等中短期异常;②地球物理观测异常：震中200 km范围内分布重力、地磁、水位、水温、断层氢等测项,其中异常测项15项,大部分为趋势异常,异常台项比较低（5%）,短临异常不突出,巧家电磁波为地震的短期异常;③综合方法：多参数概率谱计算结果在震前出现异常。对巧家M_S 5.0地震序列进行跟踪研究,发现：主震与最大余震的震级差为1.6（M_L震级）,主震释放能量占序列总能量的99.64%,属主余型地震序列;主震震源机制显示为走滑型,根据余震分布,认为发震断层位于莲峰断裂和昭通-鲁甸断裂之间的NS向次级断裂。综合分析认为,在巧家M_S 5.0地震发生前,地震活动具有背景异常逐渐向中短期转变的过程,地球物理观测异常以趋势异常为主,短期异常不突出。     

青藏高原周缘三次强地震伴生的卫星高光谱遥感地球化学异常

利用卫星遥感高光谱AIRS数据, 获取了发生在青藏高原周缘三个不同构造单元的2017年8月九寨沟M_S7.0地震、 2019年4月西藏墨脱M_S6.3地震和2020年6月新疆于田M_S6.4地震伴生的CH₄气体地球化学异常。 用Matlab编程处理AIRS数据的结果表明, CH₄柱含量在三次地震前一周到半个月出现高值异常, 异常沿着断裂带分布, 其中断裂带的交会部位异常幅度较大。 由于地震所处的构造环境、 发震类型、 震级大小差异, 三个构造单元地震引起的CH₄气体浓度异常出现时间、 持续时间、 异常强度等方面存在一定差异。 三次地震前后遥感信息异常与地震活动对应较好, 这归因于在孕震应力场作用下地下气体沿着裂隙及裂缝的逸散作用。 研究结果对利用卫星高光谱分辨率遥感技术监测地震及其在大地震短临预测中的应用具有重要意义。     

Possible thermal brightness temperature anomalies associated with the Lushan (China) MS7.0 earthquake on 20 April 2013

Lushan M_S7.0 earthquake occurred in Lushan county, Ya'an city, Sichuan province of China, on 20 April 2013, and caused 196 deaths, 23 people of missing and more than 12 thousand of people injured. In order to analyze the possible seismic brightness temperature anomalies which may be associated with Lushan earthquake, daily brightness temperature data for the period from 1 June 2011 to 31 May 2013 and the geographical extent of 25°E-35°N latitude and 98°E-108°E longitude are collected from Chinese geostationary meteorological satellite FY-2E. Continuous wavelet transform method which has good resolution both in time and frequency domains is used to analyze power spectrum of brightness temperature data. The results show that the relative wavelet power spectrum (RWPS) anomalies appeared since 24 January 2013 and still lasted on 19 April. Anomalies firstly appeared at the middle part of Longmenshan fault zone and gradually spread toward the southwestern part of Longmenshan fault. Anomalies also appeared along the Xianshuihe fault since about 1 March. Eventually, anomalies gathered at the intersection zone of Longmenshan and Xianshuihe faults. The anomalous areas and RWPS amplitude increased since the appearance of anomalies and reached maximum in late March. Anomalies attenuated with the earthquake approaching. And eventually the earthquake occurred at the southeastern edge of anomalous areas. Lushan earthquake was the only obvious geological event within the anomalous area during the time period, so the anomalous changes of RWPS are possibly associated with the earthquake.     

2016年门源6.4级、杂多6.2级地震前热红外辐射变化特征

2016年青海省发生门源6.4级和杂多6.2级地震,针对2次6级以上地震发生前热红外数据变化特征进行分析,研究发现：门源6.4级和杂多6.2级地震前热红外辐射增强变化应为地震异常;2次地震映震结果对比表明,频段1、4和5为优势映震频段,异常幅度为年均值4.5倍左右可作为地震异常判断依据。