岩石受力红外与微波辐射变化机理及地应力遥感关键问题

地应力遥感是遥感科学的新范式,是打开地震遥感预测大门的金钥匙;岩石受力附加电磁辐射的产生机理、感知模型及定量分离是地应力遥感的理论基础。本文简要回顾了地震红外及微波遥感异常研究的历程,系统梳理了固体力学中电磁辐射实验观测的研究成果,包括材料应力与损伤的热像分析、岩石受力破裂过程的红外成像观测、红外波谱辐射观测及微波辐射观测。系统总结了岩石受力电磁辐射变化机理研究的代表性成果,包括矿物晶体压电效应、裂纹尖端放电效应、自由电子逃逸效应、孤立系统能量平衡等岩石物理机制;分析了岩石受力附加电磁辐射变化的量子力学机理,包括晶体原子振动能级跃迁及矿物分子转动能级跃迁;讨论了岩石介电常数变化效应、地表发射率变化效应等遥感物理机制。结合地应力变化驱动下的地球系统耦合现象,分析了地壳岩体电流激发效应、地下氡气逸出效应的原理与不足,总结提出了地球系统地震响应的多尺度性。最后,面向中国地球物理卫星重大计划,提出了地应力遥感亟待突破的三大关键问题,即地应力遥感卫星的波段优选与组合配置、构造活动及地震前兆的遥感识别与复合诊断、地应力响应现象的协同观测与智能分析。     

多波段多极化被动微波遥感地震应用研究进展与前沿方向探索

被动微波遥感卫星具有多波段多极化观测能力,其全天候、高灵敏度特性契合了地壳活动及地震的监测分析需求。近年来,地震孕育和发生过程中的热异常遥感监测与分析得到了广泛关注。本文从星载被动微波传感器发展和地震被动微波遥感应用两方面,梳理了多波段多极化被动微波卫星遥感用于地震监测与异常识别的研究现状,剖析了微波数据选择、异常分析方法、观测粗差剔除和信息机理认知等方面的进展与不足。总结了近年微波遥感地震应用的研究进展,阐明了多波段多极化被动微波卫星遥感用于地震异常识别的科学逻辑与复合链条。提出了地震遥感的两个前沿探索方向,即地震微波异常的可靠识别、地应力场变化微波遥感的信息物理。指出了遥感-岩石力学基础试验研究和地震遥感综合分析层面亟待解决的关键问题。进而呼吁,多学科联合、交叉乃至融合是地震遥感科学与技术向纵深发展的必由之路。     

汶川地震前多圈层短—临遥感异常回顾及其时空关联性

地震孕育过程伴随物质迁移、能量释放与信息交换。通过遥感手段获取地表、大气及电离层变化信息，进行地震异常分析与前兆识别，已成为遥感与地震科学交叉研究热点。本文收集整理了2008年汶川大地震以来，国内外发表的该地震潜在遥感异常研究论文；回顾了盖层、大气层、电离层的20个遥感参量异常显现的个体特征，分析了其时空关联性，揭示了总体时空特征。研究表明：（1）汶川地震遥感异常显现是逐渐增多、增强和聚拢的，地震短临前兆突出；（2）震前3个月开始，短—临遥感异常由盖层、大气层往电离层渐次显现，与岩石圈—盖层—大气层—电离层 (LCAI) 耦合范式吻合；（3）短—临遥感异常显现位置与发震断层相关性较强，主要集中于龙门山断裂带(LMSFs)及其周边区域；（4）多种短—临遥感异常区覆盖震中，且多个条带状异常区与LMSFs走向一致，体现了孕震后期LCAI耦合的局地效应。本研究有益于内陆大地震孕育后期的遥感监测分析，也可为地震预测研究提供参考。