ZH-1卫星观测的VLF人工源信号特征分析与全波模拟

中国地震电磁监测试验卫星张衡一号(ZH-1)已于2018年2月2日成功发射,正在开展卫星数据在轨测试,并对卫星数据质量进行判定.本文对ZH-1卫星2018年5月至6月夜侧的VLF频段电场功率谱数据进行了分析.通过分析位于不同L值、具有不同发射频率的多个VLF人工源上空的卫星重访轨道观测数据,发现ZH-1卫星记录的人工源信号电场变化标准差与DEMETER卫星记录电场变化标准差几乎一致,说明ZH-1卫星观测数据具有较好的稳定性.通过重访轨道均值与全波模型计算结果对比,发现两者在数值上较为接近,在形态上较为一致,说明ZH-1卫星VLF频段电场功率谱数据具有一定的可靠性.此外,研究了VLF人工源上空及共轭区的电场分布特征和电波传播规律,并与DEMETER卫星的结果进行了对比,结果表明VLF人工源产生的电磁辐射穿透电离层后以导管或者非导管的哨声波模向共轭区传播,因为传播过程中的朗道阻尼,共轭区的电场能量比辐射源顶空更小.VLF人工源位于L1.5时,电磁波传播更容易发生非导管传播,VLF人工源信号导管传播模式在共轭区的电场响应相对于共轭点会发生一定程度北向偏移.     

2019年四川长宁MS6.0地震前电离层TEC异常分析

2019年6月17日四川宜宾市长宁县发生MS6.0地震.为了检测地震电离层电子浓度总含量(TEC)异常变化,采用自回归滑动平均模型(ARIMA)和先知(Prophet)两种方法来描述TEC时间序列,检测长宁地震前后TEC异常变化.地磁指数Kp,Dst,Ap和F10.7用于区分与太阳—地磁活动等空间因素相关的其他异常.结果显示,使用ARIMA方法,除了在地震发生前13天5:45 UTC检测到TEC数据时间序列中的显著电离层异常外,其他电离层异常变化全部发生在震后2～6 d;而使用Prophet方法在地震发生前16天7:45 UTC、13天9:30 UTC、5天8:30 UTC以及3天09:30 UTC检测到多处异常现象.综合分析表明,使用Prophet方法比ARIMA更易检测出震前异常.同时,Prophet由于其非线性学习的能力相对较强可作为地震电离层异常检测的鲁棒预测工具.     

利用区域大气静电场监测网临震预估地震灾害

本文通过震例研究提出一种临震前形成晴天大气静电信号异常的物理机制.在大震临震阶段,震中区域附近地壳结构发生临界变化,产生大量的岩石微破碎,岩缝间的通道很可能相互连通起来,并通过土壤缝隙,将包含微量元素的气体释放到空中,其中放射性同位素在弥散到空中的过程中不断产生衰变,特别是产生α粒子的放射性电离辐射.这使得大气充满异常多的正负离子,这些异常多的正负离子可能会产生与晴天大气相反的极化电场并被仪器监测到.本文提出了利用这种晴天大气异常静电信号来评估灾害性大震事件发生的组网监测方法,以及确定潜在震中位置、震级大小和发震时段的技术思路.     

云南地区震前舒曼谐振异常初步分析

There is a good correlation between anomalous Schumann resonance and seismic activities. Pre-earthquake anomalous Schumann resonance is an important manifestation of LAIC (Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling), which is probably associated with seismic ionospheric disturbance. The observation system parameters of the Yunnan Schumann resonance monitoring stations and the results of statistical and seismic cases analysis are introduced in this paper. Three days before the March 10, 2011 MS5.8 Yingjiang earthquake, anomalous Schumann resonance in the By component (E-W) was observed by Yongsheng station, and two days before the Lincang MS4.0 earthquake of January 23, 2011, anomalous Schumann resonance in the By component was detected by the same station. Spectrum analysis results on the By component observations of Tonghai station show that strong disturbances were observed in spectral density corresponding to the first three Schumann resonant frequencies on the very day of the MS4.2 Honghe earthquake of May 22, 2011. Research shows that Schumann resonance monitoring is a feasible method for seismic-electromagnetic precursors monitoring.     

DEMETER卫星监测的极低频和超低频电磁场数据分析

分析了DEMETER卫星上测量的极低频(ELF, 3—30 Hz)和超低频(SLF, 30—300 Hz)水平磁场. 其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致, 并且数值差异也符合电波传播规律, 说明卫星上监测的电磁场来源于地面. 同时对DEMETER卫星上测量的ELF和SLF归一化波阻抗进行了深入地分析, 由电子密度与离子密度计算出的归一化波阻抗与由实测电磁场计算出的归一化波阻抗均有差异. 现有观测资料并不完全“自洽”, 尚有问题需深入研究.      

中国中东部地区地震电离层低频电场扰动频段及背景时段选取分析

诸多卫星观测结果表明,地震前后电离层会出现宽频带电场扰动,而背景场时频段的合理选取是电离层电场扰动提取的基础.本研究遴选了地磁活动平静期(Dst＞-30 nT,Kp＜3)飞越中国中东部地区(29°N—39°N,107°E-117°E)长达6年共计1527轨DEMETER卫星数据,在电离层低频电场随频率和时间的变化特征分...     

智利8.8级地震的震前电子浓度扰动

基于法国DEMETER卫星数据,在识别2级图像的基础上,通过对1级数据进行滑动中值处理、纬度变化分析以及空间差值研究,发现2010年2月27日智利8.8级地震的震前震中区上空附近有异常变化:20日距离震中1500 km处电子浓度升高,24日电子浓度降低;25、26日电场、磁场及部分等离子体参量呈现同步扰动; 26日2条...     

地震前后电离层截止频率处电场频谱强度变化分析——以2006年汤加Mw8.o地震为例

以汤加Mw8.0地震为例,着重分析了DEMETER卫星记录中截止频率附近电磁场频谱在震前的异常演化特征.根据地震前后该区域3个月的数据对比,发现电场频谱增强与地震孕育的关系很不明显.而长时间、大范围的电场频谱减弱现象可能更值得关注,白天和夜间的电场频谱显示同一特征.2006年夏秋季节38次6级以上强震短期异常的统计平均...     

云南地区震前舒曼谐振异常初步分析

舒曼谐振异常现象与地震活动性有较好的相关性,舒曼谐振异常现象可能与地震电离层扰动有关,是岩石层-大气层-电离层耦合的重要体现之一.本文详细介绍了云南舒曼谐振地震前兆观测台的系统结构和仪器参数,以及统计分析和震例分析的结果.永胜台观测数据显示2011年3月10日云南盈江M5.8级地震震前3天By分量出现舒曼异常,2011年1月23日临沧东部M4.0级地震震前2天By分量出现舒曼异常;通海台观测的By分量频谱分析结果显示,2011年5月22日红河州M4.2级地震当日前3阶谐振频率对应谱密度出现强烈扰动.研究表明,舒曼谐振地震前兆监测是一种可行的监测手段.     

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...