地震前红外异常的基本特征与成因机理

通过分析发生在中国及相邻地区的40多次地震的卫星热红外图像,总结了卫星红外临震异常的基本特征。对有关异常成因机理的诸家观点进行了阐述,提出了作的倾向性意见。一般情况下Ms＞5地震前均有较清晰的红外临震异常显示,低空大气－地面增温幅度显,并表现出突发性和阶段性特征。异常面积与震级的大上呈一定程度的正相关。作倾向于认为,临震大气静电异常对大气的极化作用是产生热红外异常的主要原因,异常大气的温室效应也是不可忽视的因素。     

卫星热红外增温机制的实验研究

不同比例的混合气体(CO2和CH4等)在瞬变电场的作用下可引起增温约6℃，太阳辐照上述混合气体可引起增温约3℃．以本实验研究结果为基础阐述了低空大气卫星热红外增温的机制:地壳突发性放气和低空静电场突变作用引起低空大气热红外增温的关系．初步认为在中强地震前热红外增温异常需要满足气体突发释放与静电场突变同时出现的条件．      

嵊州,新昌地震与低空大气增温异常

从嵊州、新昌地震（１９９８－０８－１７Ｔ１：４６ＭＬ４．５）的地震地质构造环境、卫星红外异常与近地表大气增温异常等三个方面,进行了研究。认为地震前几日,震区及周围大面积的突性性低空大气增温异常与卫生红外异常是一种临震前兆,并总结了增温异常的时空演变规律与地震活动的关系。     

一次卫星热红外地震前兆现象的证伪

卫星热红外异常与地震关系的研究是目前地震领域的前沿课题，而从复杂的热红外信息中提取真正由地震活动引起的红外异常则是这项研究的关键和难点所在.本文以2004年3月24日在内蒙东部发生的5.9级地震为例，对热红外异常与地震的关系及异常提取中的相关问题进行了探讨.首先对震前3个月的NOAA16卫星影像进行了分析，结果发现震前三个月研究区出现了明显的热红外增温异常.异常影象特征表现为表面光滑、亮度均匀、边界清晰的高温雾状物；异常出现的空间位置不固定，面积大小不固定，异常无明显移动方向，亮温高出周围区域约3～10K.之后，又对研究区两年的NOAA卫星影象进行了连续分析，结果发现了同样的异常现象.对比分析两年内异常的时空演化过程进一步认识到，此异常具有明显的季节性，在冬春季节重复出现.2004年3月24日的59级地震刚好发生于异常的多发期末，从震前震后短期内的卫星资料看，易将其判为震兆红外异常.最后结合研究区的地理环境和气象等因素，对异常的成因进行了探讨，认为它可能是由大气逆温引起的红外现象，并非地震前兆异常.     

MODIS亮温增温异常点比值的时序分析方法及其在台湾一些5级以上地震前的异常变化

首次提出了MODIS卫星遥感数据用于地震预测研究的MODIS亮温增温异常点比值定量化方法以及尽量减少云层干扰的初步方案。结合近期台湾地区一系列中强地震的震例研究,归纳了分析区域内中强地震前的MODIS亮温增温异常的量化指标。研究表明,大部分研究震例在地震发生前1~20天都出现了突跳性质的增温异常比值(活跃度)增强的情况,而正常情况下增温异常比值都在零值附近波动。利用在一定程度上排除了云层影响的MODIS卫星遥感热红外信息得到的亮温增温异常点比值的变化,在一些多震地区有针对性地系统开展研究,有望找到识别地震短临前兆的一种新方法     

卫星遥感热红外辐射与川滇强震探讨

为了使卫星空间监测技术在地震监测预报的应用研究由理论性、实验性阶段进入实用性阶段，进行了探索和尝试。按照地震前兆资料常规处理的格式和要求，对收集的部分卫星遥感热红外辐射观测资料进行了处理。处理过程中使用了包含数据格式转换、数据预处理、异常挑选等内容的计算机工作软件。在此基础上，根据卫星遥感数据资料所具有的二维均匀分布的特性，应用平面和立体的数据图像处理软件，对卫星遥感热红外辐射观测资料的异常场信息进行了研究。同时，开发出了使用卫星遥感热红外辐射观测资料的数据接口软件。卫星空间监测技术的应用将给地震监测预报带来全新的思维方式及更加快捷实用的数据采集、传送、处理和分析方法。     

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。     

震前云下增温异常及其时段特征

利用卫星热红外图像资料做地震短临预报, 主要依据的是地表大气增温异常在卫星图像上的亮温反映。 但在阴云密布的天气条件下, 这种预报方法却受到了限制, 因为卫星无法探测到地面或水面是否有增温异常。 通过气象资料分析, 得知云层或其他气象条件引起的降温并不能改变震前地表温度增加的趋势。 某些地震之前虽然震中及其附近地区天空阴云密布, 地面增温幅度却可高达十几度。 云下增温曲线可划分为3个时段(即A、 B、 C段), 其中A段与C段分别为增温前与震后的温度变化曲线, 多与日照时间呈正相关关系, 特别是A段的这种关系更具普遍性。 然而, 反映震前地面增温特征的B段却与日照时间没有明显的相关性, 可见这种持续增温、 与云量无关的波状增温等都主要不是由日照或气象条件引起的, 而是一种与地下应力作用、 气体释放、 瞬变电场等有关的震兆现象。 因此, 提高对云下增温的系统观测能力, 是改善热红外地震预报的有效途径。     

一种新的卫星热红外遥感信息数据源:EOS/MODIS数据

概略介绍了四川省地震局近年来所开展的卫星遥感热红外辐射信息用于地震监测预报的研究工作及其进展；对目前地震系统卫星遥感热红外辐射信息研究工作所使用的数据源进行了比较；着重介绍了一种新的卫星热红外遥感信息数据源——搭载于美国地球观测系统(EOS)的Terra和Aqua极轨卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)这一唯一进行直接广播的对地观测仪器的基本参数及数据特性。对MODIS数据与目前正在使用的AVHRR数据进行对比分析后认为，EOS／MODIS数据的产生，将进一步推动利用卫星热红外辐射资料研究强震前的热异常场的工作，并可望在我国地震监测预报实践中得到应用。     

1998年1月10日张北6.2级地震前可能的卫星热红外异常现象.

利用华北北部（113～119E,38～42N）的NOAA-AVHRR 热红外通道数据,采用震兆红外异常监测快速处理系统软件,对遥感数据进行了辐射校正、几何校正和大气校正等处理,反演地表温度;结合地质状况,排除干扰因素的影响,利用图象差值法提取热红外温度异常;并以张北6.2级地震为例,总结了热红外异常的时空变化特征及其与地震预报的关系． 在张北地震前十几天,沿张家口——渤海地震带上出现了较大范围的热红外温度异常现象,异常区域呈条带状,具有一定的区域性的构造背景;异常在空间上从外围向震中发展,震中位于热红外异常增温区边缘．利用临震前出现的卫星热红外异常进行地震预报探索,有可能为地震预报开拓一条新的观测途径．      

组建地温观测网与卫星热红外观测相结合的新型立体化地热观测系统

地震预报尤其是临震预报,是当今国内外公认的世界性难题,对于这个复杂的问题,需要改变思维模式和探测手段来寻找突破口。笔者认为,在诸多的地震前兆信息中,震前地温突升是比较容易捕捉到的前兆信息之一。依据震前有关地温突升的一些观测事实和卫星热红外遥感能够探测到大震前有热红外异常现象,以及有地温突升必然就伴有地热信息释放的理念,笔者阐述了组建地温观测与卫星热红外观测相结合的新型立体化地热观测系统的必要性和可行性,我国目前现有气象台站2800多个,地震台站1400多个,共计4200多个台站,要统一增设80cm及以下地温观测并纳入到地震观测网。当发现某一地点地温有突升现象时,立刻对该地区上空的卫星热红外遥感资料进行重点分析和研究,从中提取可能的地热异常信息及其分布状况。一是地温观测基本摆脱了地表以上复杂多变的天气变化等干扰信息的影响,二是从周围复杂多变的卫星热红外遥感图像中摆脱出来,转移到有地温突升地区上空的图像中来。     

基于MODIS数据的伽师—阿图什交界MS5.8地震热红外异常检测研究

以2011年8月11日在伽师—阿图什交界处发生的5.8级地震为例,利用MODIS的LST产品数据,采用STL分解法有效地去除地表温度时空数据中的年变趋势及季节因素周期性的影响,对其余的残余项进行GESD异常检测,并分析2008年1月1日至2013年1月1日的LST异常及其他地震的关系数据,研究结果表明:(1)地表温度的变化具有明显的时空变化趋势;利用STL分解法可以看出震前存在明显的热红外异常,增温现象经历了"出现-扩大-分散增温-增温幅度达到极值-消失-发震"等几个阶段。(2)发震前四个月研究区周围存在明显的热红外异常,2月10日发震断层周围出现大面积异常,异常特征持续2个月后的4个月发震,峰值距发震时刻时间间隔较长。(3)余震分布与断裂带和热红外异常分布特征相关,震后大部分余震主要分布在主震发生的震前出现热红外异常的断裂带附近。(4)通过对比同地区相似震例发现,本次地震与2018年9月4日伽师县M_S5.5地震的热异常特征有许多共同点,其中相同的峰值距发震时刻的时间间隔具有一致性,为震前热红外异常特征的归纳提供典型的参考信息。该次地震热红外异常显著,进一步验证了...     

卫星热红外遥感资料在地震预测中应用的现状

概述了震前卫星热红外异常研究的历史及发展概况,其发展经历了四个阶段:异常现象的发现、异常现象总结、机理研究以及异常提取方法改进;并进一步概括了目前各异常提取方法的优缺点及适用条件。     

Probable satellite thermal infrared anomaly before the Zhangbei M s=6.2 earthquake on January 10, 1998

This paper used the thermal infrared data of the satellite NOAA-AAVHRR of the north part of North China (113°～119° E, 38°～42° N), and processed the remote sensing data through radiation adjustment, geometric adjustment and so on by the software ＂The Monitoring and Fast Process System of Earthquake Precursor Thermal Infrared Anomaly＂, inversed the earth surface temperature. Some disturbances effect had been excluded, and thermal infrared temperature anomaly had been extracted by the picture difference method. The Zhangbei MS=6.2 earthquake is used as the example in the paper, so that in the paper thermal infrared characteristics on time-space before earthquake and the relationship between the anomaly and the earthquake prediction have been summarized.Within more than ten days before the Zhangbei earthquake, the thermal infrared anomaly had emerged widely along Zhangjiakou-Bohai seismic belt, and the anomalous region seemed like a belt and it is also consistent with the tectonic background there; the anomaly expanded from the outside toward the earthquake focus, but the focus lay at the edge of the thermal infrared region. So it is possible to explore a new anomaly observation method for earthquake prediction by observing and studying the satellite thermal infrared anomaly before big earthquakes happen.     

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。     

2014年10月7日云南景谷MS6.6地震热红外异常

以中国静止气象卫星FY-2C/2E红外遥感资料为依据,采用小波变换与功率谱相对变化法对2014年10月7日云南景谷MS6.6地震进行震例数据处理和分析。结果显示:震前热异常具有明显时空特征,2014年8月上旬震中及其周围区域出现热红外异常,异常区范围随时间逐渐扩大、幅度陡增;8月30日左右异常面积达到最大,异常持续时间近一个月,异常幅度最大值达到平均值的14倍多,最大值45天后发生地震;该次地震热红外异常特征显著,容易识别,可作为一种识别地震热异常信息的判据,进一步验证卫星热红外异常在地震预判方面的作用。     

Formation cause of thermal infrared high temperature belt along Honghe fault and its relation to earthquakes

Introduction The relation between satellite thermal infrared anomaly and earthquakes or fault activities has been studied for more than ten years. Many researchers contribute themselves to the research field and made some progress (Gorny et al, 1988; Andrew et al, 2002; WANG and QIANG, 1995; ZHENG et al, 1996; QIANG and DIAN, 1998). In recent years, with the rapid development of satellite remote sensing technique and its wide application to the field of seismology, more and more rese…     

基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST(Robust Satellite Technique)算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1和5月12日M_s7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法:(1)对于NOAA卫星,4月15日在M_s8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_s7.5地震震中以东约200 km发现异常;(2)在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.     

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。