汶川地震前ELF异常电磁辐射的波传播特性和极化特性分析

大地震前存在电磁前兆现象已经被许多文献所证实。这些现象大多出现在地震前几天至几小时的时间内,在近地表大气层、上大气层、电离层、甚至磁层都存在电磁前兆现象,这对于地震的短临预测工作非常重要。本文利用法国DEMETER卫星在电离层670km左右高度记录的ELF电场和磁场数据,     

2000—2020年全球MW6.0以上地震发生前电离层异常统计分析

1 研究背景 地震过程并不只局限于岩石圈,也会透过电磁场效应作用于对流层、电离层乃至磁层,其中,电离层前兆异常的出现具有较为稳定的时间尺度,在地震预报研究中具有较高价值(Pulinets et al,2021).但是,由于地震的等级与类型、震源机制与深浅、孕震区地质结构与位置、地震发生时间及空间环境等因素的不同,导致震前电离层异常及岩石圈—大气层—电离层耦合的物理机制呈现多样性和复杂性,震前电离层异常的研究尚有诸多亟待深入研究及解决的问题.     

地震期间电离层扰动现象研究

介绍了大量的关于地震电离层扰动现象研究的最新进展,研究表明地震发生前的几天或者几个小时电离层扰动被观测到,电离层前兆是确实存在.但要将震前的电离层扰动作为地震短临预报的工具,还有许多值得我们去深入研究和解决的问题.应用空间技术开展大区域范围内电离层参数的实时观测,如用地震电磁卫星、GPS台网、并和地面电离层垂测仪观测相结合,建立“电离层地震前兆监测系统”,无疑会加速这项研究的进程.     

地球卫星与地震学(简讯)

最近几年发现了新的地震前兆:临震之前在地震活动区的地表面记录到电磁辐射脉冲。众所周知,最初的岩石破坏伴随着地壳大范围内的强大脉冲电流。震前不久出现的大地高频电磁场异常,看来是由地震时激发的电场引起电离层次生辐射源所造成。理论也正在证明这一点。     

电磁和电离层监测的短期地震预报系统

最近科学界确定和公认这样一个事实：在大地震（火山喷发）之前的几天或几小时,在强震和火山活动区的地壳和对流层中存在电磁耦合过程,在电离层内存在异常变化。解释这一现象的一批物理模型出现了。其中最可能的模型基于大气边界层地壳发射物（氡、惰性气体和金属气溶胶）的化学反应。这些发射物改变了边界层的电导率,从而改变了活动区域内的大气电场值。根据实验测量,在大地震前几天或几小时,地表的地震感应的垂直电场强度可达到1至几个kV／m,而在无干扰情况下该值为100v／m。异常电场渗透到电离层引起了不同种类的变化（离子成分、电子密度、标高、电子温度等的变化）,这些变化用实验方法可以从地面及人造卫星上测量到。这样的变化被称作地震的电离层前兆。电离层前兆的优点在于电离层把活动区域作为一个整体,而不只是事件在地面上发生的一个点进行测量。这就避免了导致地面测量的物理和地球化学前兆中出现错误的前兆镶嵌式特征。第二个优点是与其他前兆比较电离层前兆的出现有稳定的时间尺度,这使它在短临地震预报中更具实用价值。因为对所有IASPEI需求的响应,我们现有的知识水平使得电离层前兆的短期地震预报成为可能。逼近震中的位置可以从电离层前兆沿磁力线到地面的投影估计出来。要预报的地震震级可以由电离层中被改变区域的大小估计出来。发震时间可以从电离层前兆出现的时间估计出来。考虑到提议的短临预报系统是第一次创建,地震参数测定的精确度将在系统测试阶段加以确定。作为第一步,这些参数可在理论上估计出来。项目任务阐明如下：（1）在墨西哥Guerrem州创建连续的电磁和电离层监测系统包括基于地面的电离层测高仪,IGEF UNAM和INEGI的GPS接收仪网络,电场探测器网络,监测P．H脉冲的高频（HF）接收仪,甚低频（VLF）接收仪,高频（HF）多普勒装置,氧元素的557．7nm和630nm谱线的光学测量法,磁力仪网络。（2）测试系统的质量,用实验的方法确定虚报和错报的概率及地震参数测定的精确度。（3）如果结果没有问题,就在墨西哥Guerrero州和墨西哥的所有地震活动区应用该系统。（4）把该体系推荐给其他遭受地震灾害的国家,使其在他们的地域内应用。部分已创建的体系和所使用的技术受专利保护。     

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...     

基于改进型BP网络的空间电场分类研究

空间电场信号异常识别是研究地震引起电离层扰动的重要内容。 将空间超低频电场电位数据看作随机数字信号, 以均值、 均方差、 偏度和峰度等四个指标进行描述, 采用“5·12”汶川大地震前空间超低频电场电位数据作为原始数据, 训练改进型BP神经网络, 建立了空间电场信号异常分类识别模型, 并以SOM神经网络进行验证。 计算结果显示, 空间超低频电场电位异常信号主要集中在5°~25°N, 88°~120°E之间的区域, 汶川大地震影响范围内的电离层扰动, 可能是汶川地震发生前引起的, 这与前人研究一致, 说明采用改进型BP神经网络异常分类识别模型研究地震引起的电离层扰动是可行的。     

汶川大地震前电离层参量的变化特征与分析

利用重庆,兰州,曲靖和拉萨的电离层测高仪数据和IGS全球TEC数据,分析2008年5月12日汶川大地震前电离层参量的变化特征,发现震前2～3天多个电离层参量均出现异常增强现象,且主要出现于震中以南区域.其中f_oF₁和f_oE于震前2天的正午在重庆出现最大约4.5%和9%的相对增加.f_oEs,h′F和h_mF₂出现多次异常增加,无明显规律性,h′F的异常增加主要出现在夜间.f_oF₂和TEC在震前2～3天的午后至日落时段出现显著的异常增强.TEC在南半球磁共轭区也出现异常增强,且随时间推移具有向磁赤道漂移的趋势.f_oF₂和TEC的震前异常现象很明显且具有独特规律性,作为地震电离层异常前兆参数是合适的.根据经验公式由电离层参量估算的可能与地震过程有关的F区异常电场的量级与Pulinets基于异常电场假说的理论模拟值一致.     

地震电磁卫星电离层扰动研究进展综述

本文总结了国内外关于地震电离层扰动现象研究的主要进展, 主要介绍了法国DEMETER卫星及其相关的统计研究和震例研究成果, 总结了目前地震电离层扰动前兆震例研究的一般步骤, 介绍了地震孕育过程中产生的电磁异常信息向电离层传播的可能途径, 包括化学途径、 声学途径和电磁途径。 大量的研究成果表明地震电离层异常的存在, 在地震发生前几个小时至几天或几个月电离层扰动被探测到, 但是地震电离层扰动前兆能否作为地震预报方法, 还有许多需要深入研究的问题。 本文提出了地震电离层研究需要解决的几个重要问题。     

青海海西6．4级地震前临汾台石英摆及大地电场短临异常分析

通过分析青海海西6．4级地震前临汾台各项前兆资料,发现震前6天石英摆SN向记录到明显的前驱波现象;震前1天大地电场Ew向长、短极距比值出现明显突跳异常,震前2h记录到临震异常扰动信号。     

四川姑咱水氡突跳是临震异常吗?

前言 1976年8月16日松潘7.2级地震前6天,姑咱水氡出现了引人注目的单点突跳异常,四川省地震局据此对松潘7.2级地震作出了较好的临震预报;因此,姑咱台水氡的观测成果,引起了国内外地震界的关注。不少人以姑咱水氡单点突跳异常为依据发表了文章。笔者经过对原始观测数据的分析处理,认为姑咱水氡单点突跳变化不是地震前的临震前兆异常,而是观测中的一种随机误差。     

汶川地震前电离层图像信息演化及可能的前兆分析技术

<正>以汶川8.0级地震震中(31°N,103.4°E)为中心,选取±20°范围的DEMETER卫星电离层电子浓度、电子温度参量,采用改进的图像信息(Modified Pattern Informatics)方法,固定资料时间长度,按1天滑动,系统扫描了2007年7月至2008年5月电离层电子密度和电子温度的图像信息演化过程。演化图像与地震相关性分析结果表明:     

张道口井水氡突跳原因的试验研究

在利用水氡变化探索地震前兆的观测研究中,水氡的突跳变化颇引人注目。某些研究者认为这种突跳可能是强震发生的短临前兆信息。位于天津近郊的张道口井,自1977年开展水氡的正常观测以来,长期平稳。可是在唐山余震趋于衰减的1979年却出现了一系列的突跳变化(图1)。     

DEMETER卫星监测到的海地地震前电离层扰动

本文利用法国DEMETER卫星观测到的电离层数据, 对2010年1月12日加勒比海地区海地太子港附近发生的M_S7.1地震震前电离层扰动进行了探索性研究。 通过对电磁场频谱、 等离子体数密度、 温度等物理参量的分析, 探讨了电离层变化与地震的关系。 研究结果表明, 海地地震前出现的异常电磁现象的空间效应是清楚的, 震前几小时磁赤道峰存在剧烈扰动, 震中附近电场分量E₁₂低频谱密度有增强现象。 临震前1天和临震前3天在震中＋5°范围电子数密度(N_e)出现异常, 震前8天氧离子(O⁺)数密度在震中上空出现了异常现象。 震前震中区上空电磁场VLF在40 Hz和120 Hz等低频点出现清晰的电场异常扰动, 震前出现的这种变化可能与地震有关。     

大地电场临震突变异常形态的初步研究

大震前的各种突跳性前兆是短临予报的标志,目前已经引起了国内外地震工作者的普遍重视。前兆异常的突变形态为研究将有助于排除各种干扰,正确地区分异常,较好地做好时间、地点和震级方面的予报。对于已经观测到的各种临震突跳性前兆,目前还没有一种比较     

临震前兆的一种可能机制——暴沸

临震前的突跳性前兆已经引起人们的广泛注意,但其成因尚在探索过程中。一般认为,临震前震源地方出现予滑是引起突跳性前兆的原因之一。但据有关的研究,予位移量很小,它很难直接引起如此剧烈的前兆变化。因此在予位移和突跳性前兆之间可能存在着某种高放大过程。这种高放大过程应当具有爆发的特征。我们认为过热液体的暴沸     

地震电离层异常电场模拟及初步研究

强地震会造成电离层电场发生异常变化.基于大气层-电离层电动力学理论对地震电离层异常电场开展数值模拟和研究,将理论推导出来的电离层异常电场方程扩展到球面坐标系中,并且考虑到电离层层电导率的各向异性,建立新的地震电离层异常电场模式.引进一个电离层层电导率经验公式(Nopper and Carovillano,1979),对中低纬度地震电离层异常电场特性进行数值模拟.模拟结果表明:附加电流引起电离层异常电场范围远大于自身在地表上的分布.且发生在低纬地区的异常电场主要成分是纬向电场,在东西两侧显偶极子分布.在额外电流分布相同的情况下,夜晚生成的异常电场更显著,存在昼夜差异.     

零讯

用电场预报地震苏联塔吉克科学家确认在地球内部发生的现象与大气中出现强电场之间存在着联系。科学院天体物理研究所和共和国国立大学的专家们以他们在电磁效应和电离层效应领域的研究而出名。共和国国立大学教授法特赫·哈基莫夫说:“识破地球高空电场扰动的秘密本身就很有意义,重要的是可以把这种扰动看作是可靠的地震前兆。”许多中世纪编年史的编者都提到了地震前夜间出现天光。     

天祝电磁波地震前异常信息变化初探

重点分析了天祝电磁波观测资料在5次Ms>4 0级地震前的异常特征。通过总结分析认为,天祝电磁波在震前10～15天出现较明显的短临前兆信息,如日均值剧增,出现大幅度上升、突跳等变化,这些分析研究结果曾在省、市地震前兆和短临预报中发挥了较好的作用。     

典型构造微破裂集结的实验研究

通过大理岩破裂实验,考察了典型构造中微裂纹的演化、集结的过程和特征．根据损伤理论,分析了构造对微破裂演化的控制作用．根据微破裂集结临界条件的相似原理,认为这些特征可以类推到公里尺度,它们有助于解释地震中短期阶段的前震或广义前震分布,作为地震前兆的一次效应．其它物理效应为二次或三次效应．微破裂集结时局部密度突然加大,有助于解释部分前兆记录突跳现象．非集结部分出现部分微裂纹愈合,密度反向变化,有助于解释一些前兆记录在短临阶段记录中出现反向的现象．考察了不同构造的不同部位微破裂萌生和演化的范围差异,这些差异有助于解释不同地质构造孕震区域的孕震过程,从而可解释板缘和板内地震前兆记录的差异．这种差异可能被不同观点学者分别引用,以论证地震是否有前兆记录的问题．然而,在考察不同地区的前兆记录时,必须注意不同地区的地质背景．