2019年长宁M_S 6.0地震前后电离层垂直电子总含量（VTEC）异常扰动分析

2019长宁发生M_S 6.0地震,利用CODE全球电离层格网数据、中国地壳运动观测网络GPS数据、震中区域GPS数据,分别计算全球、中国区域垂直电子总含量(VTEC)异常分布及震中区域站点VTEC时间序列,揭示此次地震发生前后不同空间尺度电离层异常扰动变化。结果表明:地震发生前3天(6月14日),长宁震区上空出现连续电离层异常扰动现象,异常空间分布呈现向磁赤道偏移趋势。VTEC结果的时、空尺度变化反映,本次电离层扰动可能与长宁地震孕震过程有关,可为川滇区域临震电离层异常扰动监测及地震分析预报提供震例依据。     

电离层VTEC异常分布产出系统设计与实现

基于C/S架构,采用C#、MySQL、ArcGIS等技术设计开发电离层VTEC异常分布产出系统,通过手动和自动模式快速产出全球VTEC、中国区域VTEC异常分布、空间环境参数及中国区域格网点VTEC时序曲线.系统实时监测全球VTEC、中国区域VTEC异常扰动变化,可测试地震—电离层监测在中国区域的应用效能,尝试为地震监测预报提供电离层前兆信息.     

昆仑山口西8.1级地震前电离层与磁场短期异常对比研究

利用中国电离层台站和地磁台网资料, 总结了8.1级地震前出现的电离层f₀F₂(F₂层临界频率)异常以及地磁低点位移、 地磁日变化异常现象。 对比研究了电离层与磁场短期异常分布及特征, 结果显示: 磁场与电离层时空异常特征有较好的一致性。 2001年10月8日出现低点位移, 其突变分界线通过震中地区; 震前1.5个月之内震中及周围地区出现地磁日变化异常, 拉萨台电离层f₀F₂出现明显异常。     

基于GPS数据的汶川、九寨沟地震震前电离层异常分析

以2008年5月12日汶川MS8. 0地震和2017年8月8日九寨沟MS7. 0地震为研究对象,利用四川及周边区域GPS数据分析地震发生前四川及周边区域电离层异常时空变化。结果表明:汶川和九寨沟地震发生前,孕震区上空均出现明显的电离层异常扰动。该扰动与汶川和九寨沟地震有一定的相关性,可为川滇区域临震电离层异常监测提供参考震例。     

2018年8月5日印度尼西亚地震震前电离层异常特征

基于2018年8月5日印度尼西亚地震震中（116.45°E，8.33°S）附近的澳大利亚达尔文站和位于震中磁力线共轭区域的武汉站的电离层测高仪观测数据，以及相同区域全球卫星导航系统接收机的观测数据，对该地震震前的电离层异常扰动特征进行了分析。结果显示，震前同时观测到了电离层F₂层临界频率（f_oF2）和总电子含量（TEC）时间序列的异常。基于岩石圈-大气层-电离层直流电场耦合模式和美国国家大气研究中心的热层-电离层环流耦合模式（NCAR/HAO TIEGCM）对震前震中及其对应磁力线共轭点区域的电子密度异常进行了模拟，模拟结果表明，在地震异常电场的作用下，地震区域及其对应半球的磁共轭区域的TEC和电离层F₂层峰值电子密度N_mF2发生了明显扰动。      

川滇地区电离层垂测站震例数据分析

基于川滇地区电离层垂测普洱站和乐山站记录数据,对2018年云南墨江M_S59和2019年四川长宁MS60地震震前电离层特征参数f_0F_2异常数据进行处理分析。结果显示:在云南墨江地震前第3天,普洱站上空出现显著电离层异常扰动现象,特征参数f_0F_2相对背景阈值的最大异常扰动达64%;在四川长宁地震前第4天,乐山站上空也出现明显电离层异常扰动现象,特征参数f0F2相对背景阈值的最大异常扰动达58%。这些扰动现象很可能属于地震前兆异常。     

2008年汶川MS8.0地震前后川西含碳气体卫星高光谱特征

2008年汶川地震导致了大量地下含碳气体释放. 本文基于卫星高光谱数据采用差值法获取了汶川地震前后川西地区含碳气体异常的时空分布特征. 结果显示汶川地震前后不同含碳气体异常的时空分布特征不同. 空间分布上,CH₄,CO₂和CO异常分布于震中附近且受断裂控制明显,与热红外异常特征类似;CO和CO₂异常的范围较CH₄大,CO除沿断裂带分布外,在四川盆地也大面积出现. 异常出现时间上,CO₂异常最早,其次为CH₄和CO. 气体来源上,CO₂和CH₄主要来源于地球内部沿断裂带释放,在地球内部还原条件下,CH₄还可由CO₂还原形成;CO异常除了沿断裂带释放和由断裂带释放的CH₄氧化生成外,还由四川盆地渗漏的CH₄氧化生成. 本文结果可用于地震监测预测研究,不仅提供了新的地震前兆观测参数,还为地震热红外异常机制“地球放气温室效应”提供了科学依据,同时对地震引起的地质碳排放研究也有重要意义.      

汶川M_s8.0地震前电离层VTEC的异常变化

利用地基GPS观测资料反演的垂直电子总含量(VTEC),本文考察了2008年5月12日汶川M_s8.0地震期间的电离层变化.在考察过程中,以前10天的VTEC均值和伴随的2倍标准偏差作为参考来识别电离层异常.最终的考察分析结果表明:(1)VTEC的异常增加出现在5月3日和5月9日,而VTEC的异常减小出现在4月29日和5月6日;(2)所有这4天的电离层VTEC异常持续时间均超过了4 h,且异常自东向西漂移;(3)相对于电离层的非扰动状态,在5次电离层异常的峰值时刻,震中附近VTEC增加或减小超过30%的空间区域沿经、纬向分别超过了4000 km和1500 km.鉴于地震期间的日-地空间环境和电离层VTEC异常特征,我们认为,5月3日下午和5月9日的VTEC正异常可能是本次汶川地震的电离层前兆.     

汶川Ms8.0地震前电离层VTEC的异常变化

利用地基GPS观测资料反演的垂直电子总含量（VTEC）,本文考察了2008年5月12日汶川Ms8.0地震期间的电离层变化.在考察过程中,以前10天的VTEC均值和伴随的2倍标准偏差作为参考来识别电离层异常.最终的考察分析结果表明：（1）VTEC的异常增加出现在5月3日和5月9日,而VTEC的异常减小出现在4月29日和5月6日;（2）所有这4天的电离层VTEC异常持续时间均超过了4 h,且异常自东向西漂移;（3）相对于电离层的非扰动状态,在5次电离层异常的峰值时刻,震中附近VTEC增加或减小超过30％的空间区域沿经、纬向分别超过了4000 km和1500 km.鉴于地震期间的日－地空间环境和电离层VTEC异常特征,我们认为,5月3日下午和5月9日的VTEC正异常可能是本次汶川地震的电离层前兆.     

电离层斜测数据集

电离层斜测数据集包括F₂层临界频率数据和最大电子密度空间分布图,来源于中国地震电离层监测试验网观测数据。2008年汶川地震后,中国地震局地震预测研究所和中国电子科技集团第22研究所,在国防科技工业电波环境观测站网原有的稀疏发射站网基础上,根据地震重点监测区带分布和区域数据覆盖能力的双重需要,利用电离层对地基发射信号的反射特性,在华北5个电离层垂测发射站的基础上,建立了20个电离层斜测接收站,形成100条发射—接收链路,达到以经济手段取得电离层加密监测的效果。数据由接收台站接收后,汇聚到北京数据中心,并建立Oracle数据库,将数据入库。通过人工判读,生成可应用的电离层斜测观测数据。此数据集通过数据共享网站提供数据共享服务,可为地震系统内部各省地震局和研究所进行地震监测预测研究以及系统外部科研机构和院校电离层观测研究提供基础数据。     

Analysis of ionospheric vertical total electron content before the 1 April 2014 Mw 8.2 Chile earthquake

This paper studies ionospheric vertical total electron content (VTEC) variations before the 1 April 2014 Mw 8.2 Chile earthquake. VTEC derived from 14 global positioning system (GPS) stations and global ionospheric map (GIM) were used to analyze ionospheric variations before the earthquake using the sliding interquartile range method, and the results showed that significant positive VTEC anomalies occurred on 28 March. To explore possible causes of these anomalies, effects of solar and geomagnetic activities were examined, and VTEC variations during 17 March to 31 March in 2009–2013 were cross-compared. Also, VTEC for a full year before the earthquake was investigated. The results indicated that the anomalies were weakly associated with high solar activities and geomagnetic storms and that the anomalies were not normal seasonal and diurnal variations. An analysis of the spatial distribution of the observed anomalies was also presented, and it demonstrated that the anomalies specifically appeared around the epicenter on 28 March. We suggest that the observed anomalies may be associated with the subsequent Chile earthquake. Equatorial anomaly variations were analyzed to discuss the possible physical mechanism, and results showed that the equatorial anomaly unusually increased on 28 March, which indicates that anomalous electric fields generated in the earthquake preparation area and the meridional wind are possible causes of the observed ionospheric anomalies.     

华南地区电离层在汶川地震前VTEC异常的研究

基于华南地区GPS监测网数据．解算出华南地区电离层VTEC在汶川地震前出现的异常。从时间序列和空间等值线分布两方面分析了VTEC的变化．时间序列分析表明5月4日至5月12日电离层VTEC负异常扰动明显．5月4日至5月13日的空间分布也表明了同样的结论,并同时指出负异常有向低纬度区域漂移的趋势。并对异常判断依据和机理作了初步的讨论．     

基于COSMIC掩星数据探测汶川 MS8.0地震震前电离层异常

获取COSMIC掩星2级数据, 基于球谐函数使用最小二乘拟合法计算模型值, 为2008年5月12日汶川M_S8.0地震前电离层电子密度变化提供背景依据. 同时应用主成分分析法研究最大电子密度, 得到各主成分所占能量百分比随时间的变化. 研究结果发现, 震前在震中邻近区域出现电离层扰动增强现象, 且随高度不同存在一定差异, 主要集中在F₂层300—450 km. 主成分分析结果显示, 4月15日—29日19:00—24:00(地方时)第三主成分能量百分比显著增加. 上述结果表明, 震前电离层存在异常扰动现象. 这一研究结果有助于加强地震电离层耦合机理方面的研究.      

地球物理探测卫星数据分析处理技术与地震预测应用研究项目及研究进展

地震监测预警和预测预报是当前地球科学及相关学科所面临的最艰巨的问题之一,是关系到人类社会安全与国计民生的亟待攻克的科学难题.为进一步提高地震预测科学研究水平,推进地震监测预测能力建设,我国于世纪之交提出了建立地震立体观测体系的战略发展思路,并希望突破三维地球物理场获取能力瓶颈,发展地球多圈层耦合模型,通过卫星观测获取全...     

汶川大地震前后电离层电子含量的扰动分析

为了分析地震前后电离层电子含量的变化,本文选取四川汶川发生8.0级地震前后10天电离层中的电子含量作为研究对象,使用IGS网站提供的VTEC数据,采取统计学分析方法,结合太阳和地磁活动信息,对此次地震前后电离层VTEC资料进行了详细的统计分析和讨论,数据分析结果表明大地震前电离层电子含量会出现明显扰动,电离层中电子含量的异常变化有可能是地震发生的前兆信息.     

Ionospheric anomalies detected by ground-based GPS before the Mw7.9 Wenchuan earthquake of May 12, 2008, China

In this paper, we used the vertical total electron content (VTEC) derived from ground-based GPS observations to examine the ionospheric variations during the Mw7.9 Wenchuan earthquake which occurred on May 12, 2008, in China. The final results showed that the ionospheric VTEC around the epicenter increased obviously 9 days before the earthquake, decreased significantly 6 days before the earthquake, and increased strikingly 3 days before the earthquake. Relative to a normal non-perturbed state of the ionosphere, the maximum anomalies in the 3 days exceeded 40%, 40%, and 70%, respectively. The spatial sizes of the VTEC decrement and increment by more than 30% extended larger than 1500 km in latitude and 4000 km in longitude. Moreover, the maximum anomalies 6 days and 3 days before the earthquake moved towards the equator.     

Anomalies of Precursory Group and Grouped Strong Earthquakes in the Sichuan-Yunnan Region

Three methods of extracting the information of anomalies of a precursory group are put forward, i.e., the mathematical analyses of the synthetic information of earthquake precursors(S), the inhomogeneous degree of precursory groups ( ID ) and the values of short-term and impending anomaly in near-source area (NS). Using these methods, we calculate the observational data of deformation, underground fluid and hydrochemical constituents obtained from different seismic stations in the Sichuan-Yunnan region and conclude that the synthetic precursory anomalies of a single strong earthquake with Ms6.0 differ greatly from those of the grouped strong earthquakes, for the anomalous information of precursory groups are more abundant. The three methods of extracting the synthetic precursory anomaly and the related numerical results can be applied into the practice of prediction to the grouped strong earthquakes in the Sichuan-Yunnan region. Inhomogeneons degree (ID) of synthetic precursory anomaly can be identified automatically because it takes the threshold of distributive characteristics of the anomalies of precursory group as its criterion for anomaly.