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...     

Time series decomposition of groundwater level changes in wells due to the Chi‐Chi earthquake in Taiwan: a possible hydrological precursor to earthquakes

The largest and most disastrous earthquake in Taiwan (Mw: 7·3) in the 20th century, the Chi‐Chi earthquake, hit central Taiwan at 01:47 local time on September 21, 1999. The groundwater level changes were rapid at that time. Studies have found that the rapid change in groundwater levels was a co‐seismic phenomenon. This work analyzes the possibility that the abnormal change in groundwater levels may have occurred before the earthquake. Three well stations with a total of five wells are considered. They are all near the Che‐Lung‐Pu fault, which caused the Chi‐Chi earthquake. The time series decomposition method was applied to decompose the seasonal groundwater level, the trend in groundwater levels, and the period of the change in the groundwater level. Residual groundwater levels were found by subtracting the determined seasonal, trend and period data from corresponding data for the original groundwater level. The computed residual water levels in July, August and September of 1999, were transformed into a frequency spectrum by a Fourier method. Additionally, the effects of barometric pressures on the groundwater level changes were also evaluated. Analytical results show that the spectral density functions of the irregular groundwater level in the confined aquifer at the Chu‐Shan well in September behaved differently from those in July and August. We posit that a pre‐seismic hydrogeological anomaly may have existed before the Chi‐Chi earthquake, and can be considered in future studies of anomalies associated with earthquakes. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

2018年2月台湾花莲震群热红外遥感亮温异常分析

应用中国静止气象卫星FY-2G的TBB产品为基础数据,针对2018年2月上旬台湾花莲附近海域震群前出现在震中及附近区域的显著热红外异常,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：花莲震群热红外异常范围主要分布在震中SW区域,震前约8个月出现功率谱增强现象,随时间推移,异常范围延纵谷断裂带逐渐扩大,持续近2个月,最大异常幅度超过14。     

Characteristics and Implication of the Earthquake Swarm Occurred in Fuzhou in September 1999

on Septmeber 23,1999,an earthquake swarm occured in Fuzhou,Because the swarm occurred in the region where earthquaks occurred scarcely before and very close to the center of the city as well as shortly after the Jiji earthquake with Ms7.6 in Taiwan,September 21,1999,has aroused interest broadly.In this paper,we analyzed the characteristics of spatial and temporal distribution of the earthquake swarm and validated magnitude-number constituent of the swarm is special.In present theory,the earthquake swarm means that a small scale macro original rupture has formed in the layer of the crust in Fuzhou region where moderately strong earthquake risk exists.     

青藏高原东北缘2次地震热红外亮温异常分析

应用静止气象卫星FY-2G的TBB产品为基础数据,针对2017年9月30日四川青川5.4级和2017年10月31日甘肃临潭4.3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:青川地震热红外异常范围主要分布在震中东南区域,震前4个月左右出现功率谱增强现象,持续2个月左右。临潭地震热红外异常范围主要分布在震中的西南方向,震前20 d左右出现异常增强现象,随时间推移,异常范围逐渐向西南扩大,震前14 d异常开始收缩并减弱,异常持续30 d左右。通过对比2次震例,发现热异常特征有许多共同点,其中相同的特征周期可为中强地震前兆特征的归纳提供重要参考信息。     

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.     

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。     

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。     

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。     

2017年西藏米林6.9级地震前的热红外异常分析

以小波变换和功率谱估计为研究方法,使用中国静止气象卫星热红外亮温数据,研究了2017年11月18日西藏米林MS6.9地震前的热辐射情况。结果发现震前4个月出现热红外异常,其后续演化方向与相关区域的断裂走向非常一致。在8月10日左右异常面积达最大,相对功率谱大于6倍的面积约为20万km^2,9月20日左右消失。分析相同频率2016年同期数据,结果显示在震中周围并未出现显著异常。时序曲线分析表明在8月12日相对功率谱达到峰值,为平均值的20倍,98天后米林地震发生;从7月4日到9月7日,地震当年相对功率谱偏离背景值和标准差,持续时间为65天。西藏地区的强震热红外异常表现出与地热资源分布较为一致的特征及特征周期相对较长的特点,为判定西藏地区的震情积累了一些经验。     

权重加卸载响应比及其震例检验

对加卸载响应比理论在地震预测中的应用进行分析,提出了对“正地震”和“负地震”震级根据加载库仑应力的半日潮振幅进行加权的研究思路,并应用于1999年台湾集集地震、2002年阿拉斯加Denali地震和2003年日本Hokkaido地震的震前加卸载响应比的计算。结果表明,相比较传统加卸载响应比,权重加卸载响应比更能突出震前的异常信息。     

华安汰内井映震特征分析

对华安汰内井水氡、水电导率测值进行分析,得出各测项对中国台湾Ms≥7强震和福建内陆4级以上地震的映震特征,结果发现:①去除年动态规律后,水氡测值在中国台湾Ms≥7强震前多表现为高值异常,异常持续时间大多在半年以上,异常结束到发震时间间隔较短;②在2007-2008年发生的8次福建内陆4级地震前,水氡原始日值表现为短临或...     

张掖MS 5.0地震前山丹地震台地电阻率异常分析

通过分析山丹地震台地电阻率资料发现,在2019年9月16日张掖M_S 5.0地震前地电阻率出现了明显的异常变化,即2016年11月开始EW测道观测数据出现年变畸变异常,年变幅度几近消失,该异常持续至2018年年底。采用傅里叶滑动去年变分析发现,同段年变消失,去年变后数值出现超阈值异常;采用矩平处理方法分析发现,2016年11月至2018年10月观测值小于矩平拟合值,出现低值异常。研究表明,该异常可能与2019年9月16日张掖M_S 5.0地震有关。     

1999年长乐筹东土壤氡气变化特征分析

分析了1999年长乐筹东土壤氡气（土氡）变化特征，认为4-6月该测点土氡异常特征与9月21日的台湾南投Ms7.6级地震有关，7-9月的测值变化是由于降雨过多引起，并介绍了9月下旬后该测点的土氡变化特征。     

Rainfall-triggered ordinary earthquakes in Taiwan: a statistical analysis

Abstract

This study was carried out to investigate the role of rainfall in triggering ordinary earthquakes that occurred before and after the major Chi-Chi earthquake (7.2 M_L) in central Taiwan on 21 September 1999. To test a possible mechanism, earthquake activities from January 1995 to July 2012 were examined. The Chi-square (χ²) test revealed a significant difference between the correlations of monthly accumulated rainfall values and earthquake activities before and after the Chi-Chi earthquake. This result is discussed in terms of changes in crustal conditions after the Chi-Chi earthquake. Two ordinary earthquakes that may have been associated with heavy rainfall after the Chi-Chi earthquake are identified.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor A. Porporato

Citation Lin, J.-W., 2014. Rainfall-triggered ordinary earthquakes in Taiwan: a statistical analysis. Hydrological Sciences Journal, 59 (5), 1074–1080.     

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。     

红河断裂热红外高温条带的成因及其与地震活动性关系的探讨

针对2003年发生在云南大姚的两次6级以上地震，利用1999年、2003年和2004年的NOAA卫星资料，对川滇地区（22deg;～33deg;N，97deg;～107deg;E）的热红外影像进行了对比分析解译，对红河断裂高温条带的亮温年变特征作了分段和分区统计分析. 结果表明，红河断裂高温条带的成因与水系和地形等地表环境因素有关，是由下垫面热辐射差异造成的红外影像特征. 但在地震年份，高温条带内的亮温年均值明显高于非地震年份，这说明地震年份断裂的热活动性增强，能够引起高温年变异常. 利用卫星热红外遥感资料，通过监测不同年份之间高温条带的相对活动水平， 可以对这种地震前的断裂热活动性进行监测和异常判断.      

震前卫星红外亮温异常时空演化特征分析

主要利用统计方法建立红外亮温背景场及异常检测模型,来提取2012年华北地区的红外亮温异常信息,并对2012年唐山4.8级地震和宝坻4.0级地震前的异常演化过程进行分析研究。结果表明:背景场方面,红外亮温的多年月背景场具有夏高冬低的年变特征,符合季节变化规律,红外亮温与高程呈负相关关系;基于历年同期亮温偏移指数K值方面,2012年5月28日唐山4.8级地震震前在唐山断裂带以南存在明显强烈的K值异常,在震前8小时达到最大约3.3。6月18日宝坻4.0级地震在震前也存在红外亮温异常现象,但是较弱。     

台湾9.21集集地震考察兼论强震发震断层

1999年9月21日,台湾中部山麓带发生了M7.3的大地震,震源深度为8km,财产损失及人员伤亡是百年来台湾许多地震中损失及伤亡最大的1次,其震级也是台湾本岛陆上所发生的地震级别最大的。震源机制属低角度逆冲断层成因,余震在平面上围绕着北港高基底作半圆状分布,在垂向上,则分布在逆冲断层的上盘。与此相应,地面变形及上部结构物的破坏,以车笼埔发震断层上盘最为激烈,下盘几乎不受影响。此外,地震断裂的北端,水平位移量高达9.8m,垂直抬升达10m,比主震区要大;其地面加速度峰值,亦高达水平为502gal,垂直为519gal。这些特点表明,地震是受到地下深处侏罗型叠瓦状构造的控制。此外,3个诱发地震中心均受当地的地质构造与地貌条件的控制。文中还叙述了震害及工程结构物破坏的特点,尤其是水工结构物的震害     

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。