九江地震前DEMETER卫星观测到的电离层异常

通过对法国DEMETER卫星观测的电磁场、电子和离子浓度及温度数据的分析,表明2005年11月26日江西九江Ms5.7地震前存在空间电离层异常现象,其中2005年11月17日、18日和21日在单个半轨道上存在较明显的异常变化,异常同步出现在电磁场和等离子体部分参量上,2005年11月22日、23日在20°～30°N范围内出现大面积的升温现象.此外,除震中区上空附近有异常变化外,在南纬的震中磁共轭区也观测到相应的扰动.     

DEMETER卫星观测的超低频电场扰动 预处理方法及震例应用分析

基于法国DEMETER卫星观测的超低频(ULF)电场波形, 本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法. 利用该方法, 对文献中已报道的2010年2月27日智利M_S8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析. 结果表明: 已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道, 而是出现在较大的经度范围内. 大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区, 很可能受到该区域异常磁场的影响. 南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征, 即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5 mV/m的扰动, 北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小. 而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现, 在其共轭区并未观测到ULF电场扰动. 这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致, 在电离层中由于碰撞效应更易被衰减, 因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区. 本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.      

利用改进型图像信息方法研究汶川8.0级地震震前电离层扰动异常特征

利用改进型图像信息方法(Modified Pattern Informatics Method,简称“MPI”)基于DEMETER卫星观测的电子浓度(Ne)、电子温度(Te)数据探索了2008年5月12日汶川Ms8.0震前出现的地震电离层电子参量异常现象,特别详细分析了汶川Ms8.0震前3个月的电子参量时空演化过程。在前人的基础上,对电离层电子浓度(Ne)、电子温度(Te)的观测数据进行了消除年变及由太阳活动等引起的长趋势变化,以期能够提取到由地震孕育与发生所引起的电离层扰动异常。结果发现,在震前一个月左右电子浓度(Ne)、电子温度(Te)等参量均出现了不同程度的扰动异常,震前10天左右异常减弱并趋于平静,即平静—异常出现—持续显著—异常减弱—震前平静的特点,显示了地震前存在清晰稳定的电离层扰动图像,从而对地震的发生时刻具有一定的短临指示意义。     

利用DEMETER卫星数据分析强震前后的电离层异常

基于法国DEMETER卫星观测的离子温度(T_i)、 VLF电磁场单频点频谱数据探索了2008年5月12日汶川M_S8.0、 2010年1月12日海地M_S7.3和2010年2月27日智利M_S8.8等3次强震前后与地震有关的电离层异常现象. 结果发现, 汶川地震前3天(5月9日)震中北偏西方向离子温度明显升高, 震前4天(5月8日)VLF磁场低于200 Hz的频段范围频谱在震中2°以内有明显突升; 智利地震前9天(2月18日)震中北东方向离子温度有剧烈扰动, 震前4天(2月23日)VLF磁场100—160 Hz频段范围内出现突升; 海地地震震前没有观测到明显的异常现象, 但地震发生当天(震后约4—5小时)的T_i, 40—160 Hz频段电场频谱, 以及120—480 Hz磁场频谱均有明显突升, 应为地震发生后能量释放所引起. 分析认为, 不同地震由于发震机制等各种情况的不同, 其地震前后的表现也各不相同. 虽然目前没有直接的证据表明本文研究的异常变化是由地震的孕育和发生引起的, 但在数据处理中已尽可能排除了太阳、 地磁等因素的影响, 并且研究结果与前人的研究经验吻合, 因此本文发现的异常可能与地震发生的关系较大.      

汶川MS8.0地震前DEMETER卫星探测的离子温度变化分析

2008年5月12日汶川MS8.0地震的发生给我国带来巨大的人民生命财产和经济损失, 这次沉痛的事件再次表明, 地震的预测预报是非常困难的. 同时, 地震的预测预报又具有非常重大的意义. 地震后, 研究人员在研究总结反思现有观测手段(钱复业等, 2009; 余涛等, 2009)的同时, 也开展了近些年国外发展起来的空间观测研究(曾中超等, 2009; 何宇飞等, 2009). 对空间观测手段, 在已公开发表的研究成果中, 大多利用的是2004年法国发射的DEMETER(Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions)地震电磁卫星所探测的电磁场信号进行分析研究, 而对卫星所探测到的电离层离子温度则没有较为详细的讨论. 例如, 曾中超等(2009)对DEMETER地震电磁卫星探测到的电离层电子的温度、 密度以及电场和磁场进行了分析研究, 得到了可能与汶川地震有关的疑似异常; 何宇飞等(2009)利用DEMETER卫星对中国周边多个导航VLF发射站信号的研究, 得到了震中上空区域不同频率对应的信噪比在地震前后发生明显变化的结果.     

利用DEMETER卫星LANGMIUR探针观测数据研究强震前的电离层扰动

文中介绍了Langmiur探针的观测原理,并利用电子浓度(Ne)和电子温度(Te)数据研究了2006年5月3日MW7.9汤加地震和2006年12月16日MW7.1台湾地震。结果发现汤加地震前2～5d电子浓度连续4d降低,电子温度变化不明显。台湾地震前后电子浓度的变化不明显,但电子温度在地震当天及后续3d出现了低值。目前没有直接的证据表明这些变化是由地震活动引发的,但在数据处理过程中选择了当地22时至次日3时的观测数据,并且剔除了Dst≤-30nT,Kp≥3,AE≥200nT时的记录数据,在一定程度上排除了太阳、地磁等因素引起的电离层异常情况。     

基于GPS和DEMETER卫星数据的地震电离层电子浓度异常变化研究

正地震电磁现象的观测与研究是认识地球内部物质特性、地震孕育发生过程以及空间信号传播和介质特性变化的重要途径。空间对地观测技术的发展,推动了地震电磁信号在大气层、电离层的传播与耦合机制的研究。从20世纪60年代发现美国阿拉斯加大地震震中区上空出现电离层异常扰动现象以来,有关地震空间电磁、电离层扰动的现象引起了广泛的关注,成为地震电磁学领域一个新的研究热点。研究表明,在地震孕育发生过程中,地下介质     

利用DEMETER卫星数据统计分析全球Mw≥7.0 地震的电离层电子浓度异常

基于法国DEMETER卫星ISL探测器升轨数据,统计分析了2005—2009年全球37个M_w≥7.0级地震前后电离层电子浓度变化.结果发现,共有19个地震（51%）前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象,其中大部分表现为异常增强;观测到的电子浓度异常现象一般出现在震前1~5天内,也有部分地震前出现两次及以上扰动现象.分析表明,在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的电子浓度扰动,即异常震例基本发生在纬度±40°以内（18次）,更是以±20°内居多（13次）.此外,震源深度对电子浓度扰动的影响并不明显,而震级大小则与扰动幅度基本上呈正相关;震前出现的电子浓度异常有时会受到地磁活跃的共同影响,此时的扰动幅度一般较大.地震电离层扰动现象是复杂多变的,需要联合地基和天基手段共同观测,并从机理上加强研究.     

基于DEMETER卫星观测数据的电离层地震前兆分析——以汶川地震、东海地震为例

本文利用可视化分析和统计分析的数据处理方法,结合2008年5月12日汶川Ms8.0地震和2007年4月20日东海Ms6.3地震两个震例,进行了探索性研究,阐述了基于DEMETER卫星观测数据提取电离层地震前兆信息的思路,通过对电磁场频谱、等离子体数密度、温度等物理参量的可视化展现,探讨了电离层扰动与地震的关系.结果表明,在排除电离层内一些典型干扰的前提下,地震发生前几天或者几个小时电离层扰动可以被观测到.     

Ionospheric electromagnetic perturbations observed on DEMETER satellite before Chile M7.9 earthquake

Based on the ionospheric electromagnetic data observed on DEMETER satellite of France, the ionospheric electromagnetic signals were analyzed within 10 days before Chile M7.9 earthquake on November 14, 2007. It is found that, low frequency electromagnetic disturbances began to increase in a large scale of latitude, and reached to a maximum one week prior to the earthquake, and at about three days before the quake, the peak values shifted to lower latitude. Taking three days as a group, spatial images of a fe...     

Ionospheric electromagnetic perturbations observed on DEMETER satellite before Chile M7.9 earthquake

Based on the ionospheric electromagnetic data observed on DEMETER satellite of France, the ionospheric electromagnetic signals were analyzed within 10 days before Chile M7.9 earthquake on November 14, 2007. It is found that, low frequency electromagnetic disturbances began to increase in a large scale of latitude, and reached to a maximum one week prior to the earthquake, and at about three days before the quake, the peak values shifted to lower latitude. Taking three days as a group, spatial images of a few parameters were analyzed, from which it can be seen during the five days prior to this earthquake, the amplitude and scale of anomalies are enlarged, while the epicenter is located at the boundary of anomalous region. The anomalous tempo-spatial variation in electron density prior to the earthquake were also obtained in terms of tracing the data from revisited orbits in half a year prior to the quake.     

DEMETER卫星观测到的智利7.9级地震前的电离层电磁扰动

利用法国DEMETER卫星观测的电离层电磁数据,分析了2007年11月14日智利7.9级地震前10天内的电磁信号记录,结果发现在震前1周内,低频电磁扰动开始在比较宽的纬度范围内增强,震前3天异常信号幅度达到最大,并在低纬度地区尤其突出.以5天为间隔,比较分析了多参量的空间图像,发现在震前5天异常幅度和范围扩大,震中位于异常区域的边缘地带.分析认为,这次地震前的异常信号与孕震区电磁辐射信号增多及空间加热扰动有关.     

SNR changes of VLF radio signals detected onboard the DEMETER satellite and their possible relationship to the Wenchuan earthquake

Here we used the VLF signal data received by the DEMETER satellite, transmitted from various ground VLF transmitters which are located around China, to study the changes in the signal to noise ratio (SNR) before and after the Wenchuan earthquake, which had a magnitude of 8.0. We also found that the SNRs of different frequency signals decreased significantly over the epicenter region before the earthquake, and reverted to their original levels after the earthquake. This phenomenon may be related to the earthquake. Special Foundation of Basic Research from Institute of Geophysics, China Earthquake Administration (Grant No. DQJB08Z08), National Key Technology R & D Program (Grant No. 2008BAC35B01)     

Anomaly of the ionospheric electron density close to earthquakes: Case studies of Pu'er and Wenchuan earthquakes

The electron density recorded onboard the DEMETER satellite was analyzed to search for possible anomalies before earthquakes both in space and time. To distinguish pre-earthquake anomalies from the other anomalies related to geomagnetic activity, data were filtered using the K_p index. The analysis is based on the comparison of data recorded closely to earthquakes in space and time and past data for the same area. In analyzing data around the time and location of the Pu’er and Wenchuan earthquakes, obvious anomalies in electron density were found close to the epicenters, and some remarkable disturbances were detected before the earthquakes occurred. The results were finally compared with those of previous works that used the same data but employed different analysis methods. Good agreement was found which suggests that these anomalies have a close relation to the earthquake preparation.     

普洱地震前电离层电子密度扰动变化研究

挑选普洱地震前邻近地震震中的3条轨道的电子密度（Ne)数据,分析其1年内的所有重访轨道,并提取了这次地震前的Ne前兆异常. 结果表明：① 夜间电离层Ne存在明显的季节变化,4个季节呈现了各自不同的变化形态;② Ne的主要变化形态有3种,即单峰、马鞍和平缓状,这些形态在各个季节都可能出现,但每个季节有相对集中的形态;③ Ne空间图象在震前30天内在震中区附近形成高值,异常信息在空间和时间上都与地震分布有很好的相关性,反映空间出现的异常信息确与本次地震有关;④ Ne重访轨道曲线形态有一定的相似性,可以为识别判定地震异常提供背景信息.     

DEMETER卫星观测的LF/MF电场频谱特征初步研究

利用法国DEMETER卫星观测的电场数据,研究了中国及邻区（0deg;——60deg;N,60deg;E——140deg;E）,频段为10KHz——3MHz,时间段为2008年1月1日——2008年９月12日期间的平均功率谱密度特征．文中选择了犓狆指数的日平均值小于或等于4的数据,获得LF频段（10——20 MHz）和MF频段（20 KHz——3 MHz）以16天为周期的昼侧和夜侧的平均功率谱密度空间分布图,得到了以下初步结果．LF频段：① 昼侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度不高,主要呈现纬度分带特征．夜侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度较高,主要差异在于谱的幅度,同一频率不同时段的谱分带特征不明显;② 昼侧谱的幅度值跨度要比夜侧的小很多,前者一般为1——1．5个数量级,而后者一般在2个以上,甚至达到4个数量级;③ 在汶川地震前后,平均功率谱密度在成都——兰州一线存在明显的变化．MF 频段：① 昼侧,不同频率对应时段的谱形态没有明显的相似性,同一频率不同时段的谱形态可能具有较好、弱或不具有相似性,具有明显、弱或不具纬度分带特征．夜侧,某些频段对应时段的谱形态具有明显的相似性,同一频率不同时段或者分时期的不同时段的谱形态具有较好的相似性,不具有明显的纬度分带特征,具有弱分区或者弱经度分带特征;② 昼侧和夜侧的谱幅度变化都不大,基本都在0.5个数量级之内;③ 在汶川地震前后没有发现明显的平均功率谱密度变化．     

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。     

基于构造的地震活动参数扫描短期预测方法研究

应用山东省和江苏省地震局“九五”地质研究成果, 在华东地区共选择49条断裂和7个构造块体作为地震活动性研究的构造基础, 选用频度、 ΔT-T、 小震调制比3个参数, 对构造两侧各20 km宽度范围的地震资料进行参数时间扫描。 通过普查, 得到的构造优势映震距离为300 km; 得到了10个敏感构造及其映震特点。 通过对华东地区13个中强地震震例的构造异常的综合分析, 得到如下认识: ① 震前存在场的群体异常特征, 表明华东中强地震“前兆”是在构造应力作用下表现出的、 区域性的整体过程; ② 异常的构造常常分布在震中周围; ③ 地震常常发生在平静异常的构造附近; ④ 高频度异常常常发生在震中外围, 并常具有步进性; ⑤ 震中周围的构造在震前2～3年开始先后不断出现高频和平静异常, 平静后出现多处小震调制比高值是孕震中期向短期过渡的时间转折标志。