卫星热红外观测进行地震预报的可能性分析

阐述了低空大气卫星热红外增温的理论基础，及与其他异常的关系。简述了地震前低空大气卫星热红外增温的普遍性，卫星热红外观测技术的特点和问题，及利用低空大气卫星热红外增温预报地震的可能性。     

临震大气增温异常成因的初步认识

通过模拟对比试验，基本搞清了临震低空大气-地面增温异常的成因．初步认为，大气静电异常对大气的极化作用，是大气在太阳辐射下产生大面积、大幅度增温异常的主要因素；异常大气的增温效应也是其原因之一．      

气体受激增温的实验研究

试验结果基本证明了热红外温度异常与太阳照射、大气电场、大气成分密切相关。非极性气体如CO2 、CH4 的含量越高, 增温越大。而极性气体, 如水蒸气则相反, 含量越高, 增温越小。CO2 、CH4 含量高的大气, 其增温远远超过单纯由温室效应引起的增温, 其幅度可达10℃,而水蒸气引起的增温还没有单纯由其温室效应引起的高。     

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。     

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。     

电场作用与大气增温效应的再试验

６０多次对比模拟试验结果表明，大气电场对大气增温效应的“促进”作用是相当可观的；“促进”作用的大小与电场强度和大气成分有关，也和静电场还是交流电场有关。在本文中还对这些现象的成因机理作了分析和讨论     

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。     

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．      

基于临边大气长波红外辐射信号的平流层增温效应研究

本文利用热层-电离层-中间层能量和动力学卫星TIMED中宽带发射辐射计SABER观测的临边大气长波红外背景辐射数据来研究平流层增温效应,基于2012/2013年1—3月在20~100 km高度内的临边大气长波红外背景辐射数据,采用微扰方法,得到辐射扰动的时空分布.结果显示：大气长波红外背景辐射扰动数据能够更精细的展示平流层增温事件的发生,2013年平流层爆发性增温效应下最大辐射扰动幅度出现在40 km处可达160%,而利用温度扰动数据表征此事件的发生时最大温度扰动幅度出现在40 km处只有21%.针对2012年弱平流层增温效应,温度扰动幅度最大值出现在40 km处为16.4%,而辐射扰动幅度的最大值在40 km处可达91%.大气长波红外背景辐射的纬度分布体现出此事件发生于高纬度地区;其经度分布在20~50 km范围内呈现"w"形状;而50 km和80 km处大气长波红外背景辐射的极值区域范围随着事件的发生在高纬度地区都是先扩大随后缩小的过程.这表明高层大气临边红外辐射信号可用于研究平流层增温效应,尤其是对于温度弱起伏的小扰动事件.这对于掌握临近空间环境辐射形成机理及其变化特性亦具有重要意义.     

大地微电流检测仪的研制和观测

引言 众所周知，在强震发生之前可观测到地光现象和电磁波异常发射（国家地震局《一九七六年唐山地震》编辑组，1982），以及低空静电场的突变（郝建国，1988）。这些异常现象都与地壳岩体在孕震及构造应力场作用下而产生的一种放电现象有关。地壳中放射性物质辐射的放射线可引起地壳内物质的电离，因此，地球自身存在一定量的微电流流动。 1 仪器工作原理 地壳中射性物质辐射的放射线引起地壳内物质的电离形成一种微弱的微电流，这种微电流就是日常检测值的背景值。由于孕震应力场作用，岩体承受挤压，导致压电效应，可在地震前发射出10－…     

高温高压下斜长岩纵波速度与电导率实验研究

在1.0 Pa、室温到880℃分别采用超声波透射法和阻抗谱法测量了斜长岩的纵波速度和电导率，并对实验产物进行了鉴定分析．结果表明，在680℃，由于斜长岩中的含水矿物绢云母和黝帘石发生脱水反应，岩石的纵波速度开始大幅度下降．在410℃～750℃、12～105 Hz的频率范围内，斜长岩只出现颗粒内部传导．由于脱水产生的自由水主要分布于矿物的三联点或颗粒拐角处，没有形成连通的高导性网络，因此，脱水作用不会导致斜长岩电导率显著增加，也不会改变其电传导机制．地球内部低速层和高导层的形成与演化可能具有非同步性，通过含水矿物脱水可以形成地球内部的低速层，但不一定同时形成高导层．      

微波遥感技术在岩石力学中的应用

在岩石加载直至破裂的过程中，对岩石的微波辐射进行了遥感观测研究．使用的微波辐射计的波长为8 mm，2 cm和10 cm．对13种岩石进行了实验．实验表明，在岩石加载过程中，岩石的微波辐射亮度温度随应力的增加而增加．岩石临破裂前微波辐射亮度温度加速增长．这一现象可以看作岩石破裂的一种新前兆． 过去在岩石破裂的红外遥感观测实验基础上提出的遥感岩石力学(或遥感岩石物理学)的概念，由于本实验的新结果扩充了它的内容，由红外遥感扩充到微波遥感，从而也扩大了遥感岩石力学在地震预报研究和岩爆预报研究中的应用前景．      

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，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。这说明卫星热红外异常是很好的地震短临信息，对发展地点有很好的指示作用，在地震监测预报中将展现出良好的应用前景。     

两类热弹性问题的准静态解及其地震前兆场的时空分布特征.

控制内陆浅源地震孕育及发生的应力场可视为基本应力场与变化应力场的叠加，后者往往起着重要的作用．本文讨论两类与地热有关的产生变化应力场的问题:一类是局部高温区问题，包括载热流体侵入竖直或水平裂隙的情况和存在静态局部高温区的情况；另一类是断层在稳态扩展中出现位移间断的同时也释放热能的情况．将它们理想化为热弹性理论的三维准静态问题，并给出各自的解．求得其在地表附近某平面上所产生的若干地震前兆附加场的近似表达式，如温度场、体应变及地下水位场、垂直形变及地倾斜矢量场．讨论它们在该平面上的时空分布特征，并就诸情况进行对比．为综合利用它们的前兆观测资料，探索阶段性的地震前兆信息提供某些可能的理论基础．      

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.     

云南地区近期强震孕育过程中波速比突变的时空演化特征

1995年7月12日至1996年2月3日短短7个月，云南地区连续发生了孟连西中缅边境7.3级、武定6.5级和丽江7.0级3次强震．本文研究了近期强震前5个地震台单台波速比和多台波速比的时空演化特征．发现:在7级大震前5～8年，大震震中120 km范围内出现了波速比高(低)值突变的中长期源兆，当波速比的突变幅度骤升(降)或突变地震次数骤增时，中长期源兆进入中短期阶段；6级强震在震前3～6年，40和150 km范围内出现了波速比高值突变的中长期源兆和中长期近场场兆，但向中短期阶段过渡的识别指标不明显．强震震中150 km范围出现的波速比突变异常高达3.0左右，而远在强震震中 250 km以外的地区最大值为2.36，显示出离强震震中近的地区突变幅度比离强震震中远的地区大的特征，即源兆和近场场兆异常幅度比远场场兆大20％～60％．并对波速比突变数据的可靠性和物理机制进行了探讨．      

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。     

地震方法在断层活动性评价中的应用研究

地震方法是评价断层活动性的主要手段之一．调查活动断层所使用的地震方法有反射纵波和剪切波分裂法．在对基岩断层的活动性评价中,反射纵波法根据基岩断层是否向上延伸到第四系Q3地层内,而剪切波分裂法则根据由剪切波分裂所确定的Q3地层内的各向异性．当基岩断层向第四系延伸幅度较大,即第四系地层内断层落差较大时,可采用反射纵波法;当基岩断层活动引起的第四系地层内的断层落差较小,反射纵波法不能对其分辨时,可采用剪切波分裂法．      

冀中坳陷滑脱构造动力的数值模拟

根据地质资料及新近完成的临城——巨鹿深地震反射剖面的分析结果，初步断定冀中坳陷地壳内存在低角度滑脱构造．利用有限元数值模拟方法，分析地幔热物质侵入到地壳内，对华北新生代盆地构造运动方式的影响．着重讨论坳陷西侧太行山稳定地壳的阻挡作用与滑脱构造发育的关系．模拟结果显示:① 地幔热物质的侵入在冀中坳陷上地壳造成张应力区，随时间推移，上地壳的拉张应力状态基本不变，与坳陷区上地壳现代正断层活动形迹基本一致；② 中生代曾经活动过的逆冲断层的存在与太行山的阻挡，可以形成滑脱构造；③ 随着地幔热物质侵入时间的推移，侵入体上方中地壳承受的水平向压应力逐渐加强，随水平向压应力的集中，在侵入体上方的中地壳可能孕育走滑断层的地震．      

东亚大陆的地震迁移(一)——从西太平洋海沟到中国大陆内部的巨震及火山活动迁移ns 100% secura

本研究揭示了一个长达一个多世纪的大震迁移系列————17世纪到18世纪初期，大地震从西太平洋海沟到中国大陆内部的横向迁移，历时约134年，距离约2 600 km，速度约为19 km/a，迁移方向与板块俯冲方向一致，与板块边界走向垂直．迁移有两个分支:一支向西终止于大陆中央经向带(贺兰山——六盘山断裂带)，触发了华北历史上最强大的地震活动幕，构成S形迁移迹线，包括4次M8.0地震；另一支向北经过朝鲜半岛，终止于中国黑龙江省北部，触发了长白山和五大莲池的火山喷发活动．迁移的时-空间线性度良好，速度稳定，并逐渐衰减．推测与海沟板块俯冲突然加速引起软流圈物质的扰动有关．