祁连山地震带中强地震前热红外异常研究

对祁连山地震带1991—2004年间发生的13次中强地震,采用NOAA卫星热红外遥感资料数据库进行地面温度的时空网格化扫描,获得多年连续的热红外时序,研究地震前后的温度演化过程,提取震前地表温度的异常特征。研究结果表明,有38%的地震在震前出现了热红外异常现象,有的表现为温度降低,有的则表现为温度升高,体现了地震诱发因素的复杂性;温度异常幅度均为2~3℃,异常出现的时间均在2个月内;震级越大,异常越明显,但并非所有6级以上地震都比5~6级地震的热红外异常明显。     

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...     

张北6.2级地震前的卫星热红外异常

利用张北地震前 1个月华北北部 (37～ 42°N,1 1 3～ 1 1 9°E)的气象卫星 NOAA/ AVHRR热红外遥感资料 ,提取震前热红外温度异常 ,研究其时空变化的过程和特征 ,并对热红外温度异常与地震的关系进行初步的探讨。结果表明 ,在张北地震前 1 3天沿张家口 -渤海断裂带确有显著的热红外温度异常出现。异常区域呈条带状 ,且与 NW向地质构造一致 ;温度异常的动态变化可大致分为初始、平缓发展和临震加速 3个阶段。将热红外温度异常作为一种临震前兆对强震的预报具有一定的映震效应     

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。     

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。     

2005年10月8日巴基斯坦7.8级地震热红外异常

收集了2005年巴基斯坦7.8级地震区Noaa17/AVHRR的2004-2005年的热红外遥感资料,并进行地表温度反演,得到了以震中为中心7°×7°范围的地表温度值。经热红外图像解译与构造关系对比分析,表明热红外解译图像与构造分布具有一致性。震源区地表温度时间序列显示:震前大约3个月内震源区存在明显的热红外异常。     

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。     

基于LST年趋势背景场的地震热异常提取算法

地震发生前普遍存在的热红外辐射异常现象,是当前评估区域发震危险性的重要参数之一。然而,并非所有的地表红外异常都与构造活动或地震有关,如何排除非构造因素对地表热红外辐射的影响,从强噪声背景中提取微弱信号,是当前利用热红外遥感技术研究构造活动的难点。地表温度(LST)背景场是热异常提取的基础,而以往研究中所建立的背景场不能有效反映当年气候变化对其的影响,造成热异常提取精度受限。为此,文中在提取热异常的过程中对背景场进行了改进,结合地表温度时间序列的周期性特征,引入谐波分析,采用傅里叶逼近的方法拟合地表温度离散时序,从中提取其年趋势,建立1个动态的、同时包含局地信息和年际特征的、更加可靠的地表温度背景场;将其引入RST模型,基于"kσ"准则识别地震热异常信息;最终采用异常方向、异常强度和距离指数这3个指标对异常结果进行分析,验证算法的有效性。利用MODIS地表温度产品,基于所提算法对2008年汶川地震进行了再研究,结果表明:1)汶川地震前存在明显的热异常,沿龙门山断裂呈带状分布,持续时间较长;2)发震期无明显的异常现象;3)震后热异常的发生具有循环往复性,但异常幅度和影响范围明显缩小。与传统的空间温度均值RST算法异常提取结果相比,文中方法所提取的热异常在空间分布上与活动断裂带更为吻合,对异常的产生消散过程刻画更加细致,表明以地表温度年趋势作为地震构造热异常提取的背景场更加可靠。     

汶川8.0级和芦山7.0级地震前卫星热红外异常现象对比

汶川地震和芦山地震都发生在龙门山断裂带,且只相隔5年。本文利用距平方法研究发现两次强震前卫星热红外均存在升温异常,为了找出两次地震前异常的异同及强震前的热红外异常规律,本文对两次地震前的热红外异常现象进行了比较。结果表明:两次地震前都存在中、长期异常,芦山地震前存在短期异常,而汶川地震前短期异常不突出,甚至震前半年很平静;震前异常升温面积都很大,达到几十万km2;异常优势分布区域并不在震中区域或发震断裂。     

景谷6.6级地震前后MODIS卫星热红外信息分析

收集了2014年7月至2015年1月云南景谷MS6.6地震区连续的MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取观测质量最佳的北京时间凌晨4—6时的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂的关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:1)在景谷MS6.6地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定的对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震前7d异常增温幅度达到峰值,震后温度逐步降低,同时景谷MS5.8、MS5.9强余震发生前半月也存在一定程度的异常升温;2)与地形地貌、季节性气候等非构造因子的相关分析表明,景谷MS6.6地震反映出破年变的震前构造"增温"信息;3)异常升温由震中沿SN—NE向共轭断裂交叉发育,这与景谷MS6.6地震区域构造应力场水平最大主应力NNE-SSW向优势分布较为一致,充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次景谷MS6.6地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。     

青海门源MS6.9地震震前OLR异常与InSAR同震形变关联性分析

对比分析利用涡度距平法提出的2022年1月8日青海门源 M_S6.9 地震震前射出长波辐射(OLR)短期异常分布和震后InSAR技术提取的门源地震同震形变空间分布,结果显示,震前红外辐射增强区与InSAR同震破裂形变区的空间位置基本吻合,扩展形式基本相似(同震破裂形变区分布在红外辐射异常区内部)。在震前的全国范围OLR空间分布上,仅青海德令哈—西宁—甘肃武威一带出现了呈“哑铃”状近WE向展布的OLR热辐射增强区,空间可辨识度高,OLR异常时空演化过程遵循了岩石应力加载破裂过程中的热异常规律,显示热异常变化与应力变化存在关联; InSAR技术提取的同震形变同样位于肃南—祁连断裂(俄堡段)、托莱山断裂和冷龙岭断裂的交汇区。InSAR同震形变结果揭示了地表形变以水平方向为主,断层运动具有典型的走滑变形特征。InSAR同震形变结果为红外遥感反映地震形变提供可检验的地质实体监测证据,验证了门源地震前辐射增强异常是地震构造地应力强度变化的遥感物理参量反映。     

于田7.3级地震前MODIS卫星热红外异常分析

收集了2014年1—2月新疆于田7.3级地震区连续的MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取观测质量最佳的北京时间凌晨4—6时的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂的关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候以及雨雪天气等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:1)在于田地震发生前1个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定的对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右;在临震前5~6d,增温异常达到峰值,震后温度迅速下降;2)与地形地貌、季节性气候以及雨雪天气等非构造因子的相关分析表明,震前反映出反季节变化的构造"增温"信息,雨雪天气对震区异常升温产生一定程度的影响;3)震中附近西南部的谷地、盆地断裂构造复杂,热红外异常增温起始于此,并沿断层逐步向震中迁移;4)异常升温区域呈条带状,与宏观考察的NE向主破裂带一致;充分考虑地形地貌、季节性气候、雨雪天气等非构造因素对异常升温的影响,认为此次热红外升温可能为震前短临异常现象。     

1998年广西环江M_S4.9地震前卫星热红外异常分析

收集了1998年2~5月广西环江MS4.9地震震区连续的NOAA/AVHRR卫星遥感热红外资料,经过去云等数据处理,选取当地夜间时段的热红外数据进行地表温度反演,分析地震前、后地表温度异常时间演化过程及其异常空间分布与活动断裂关系,并讨论了震区地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温异常的影响。结果表明:(1)在环江MS4.9地震发生前2个月震中附近出现热红外异常增温现象,异常增温与发震时间有一定对应性。显著增温主要表现在震前半个月左右,震后温度逐步下降;(2)对地形地貌、季节性气候等非构造因子进行相关分析表明,环江MS4.9地震反映出反季节变化的震前构造"增温"信息;(3)异常升温由震中沿NW与NE向共轭断裂交叉发育,与此次环江地震NW向发震构造较为一致。充分考虑地形地貌、季节性气候等非构造因素对异常升温的影响,认为此次环江MS4.9地震前热红外升温可能为震前短临异常现象。     

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.     

昆仑山口西8.1级地震的卫星热红外前兆特征分析

以卫星热红外遥感产品的两种参数——长波辐射强度(OLR)(月际资料)和亮度温度(日际资料)为基础,对2001年11月14日昆仑山口西8．1级地震前后的卫星热红外变化特征进行了分析．结果表明,在8．1级地震发生前一个月长波辐射强度(OLR)出现增强异常;震前6～7天出现亮度温度的增强,异常现象在空间分布上呈现为条带状,与震中区的构造分布一致。     

卫星遥感热辐射影响因素以及热辐射信息在地震预测中的应用

近年来 ,越来越多的国内外专家注意到了大地震前的地下热异常现象 ,专家们尝试了多种方法探测地震前热异常信息。 80年代原苏联科学家将热红外遥感技术用于地震研究取得了显著进展。 90年代 ,我国科学家利用 NOAA气象卫星热红外波段的资料研究了多个强震震例 ,进一步证实了震前热红外异常现象的存在[1 ,2 ] 。这些研究成果使人们看到了卫星空间监测技术应用于地震监测预报的前景。文中在简略介绍卫星遥感热幅射理论依据和观测本质的基础上 ,分析了有关卫星遥感热红外辐射资料在地震监测实践中的应用问题。1　卫星遥感热辐射与地物波谱特性…     

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。     

四川芦山7.0级地震卫星热红外异常解析

以中国静止气象卫星FY-2C/E亮温资料为数据源,采用功率谱相对变化法对2013年4月20日四川芦山7.0级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,2013年3月底震中及其北部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;4月13日左右异常面积达到最大,随后缓慢收缩,异常持续时间近一个月,异常幅度最大值达到9倍多,最大值后3天发震。该次地震热红外异常特征显著,易于识别,进一步验证了卫星热红外异常在地震预判方面的作用。     

卫星遥感资料在地震预报中的应用研究——以1991年柯坪6.5级地震为例

以１９９１年柯坪６．５级地震为例，对利用卫星热红外遥感资料监测临震地表热红外异常进行了探索研究，在柯坪地震前，震中地区出现热红外异常，震前２天异常最显著，震后３天异常恢复。异常形态呈条带状，分布范围与柯坪断裂基本一致，６．５级地震就发生在增温异常的中心地区附近。