与地震有关的电离层扰动的甚低频/低频无线电探测

近期人们认识到,电离层对地震影响非常敏感,探测与地震有关的电离层扰动看来对地震短临预测是非常有前途的。我们提出可利用甚低频／低频（3～30kHz／30-300kHz）无线电探测进行地震-电离层扰动的探测。1995年神户地震明显发现电离层扰动现象之后,开始了利用低电离层甚低频／低频传播信号进行地震短临预测的简短历史。在说明先前的甚低频／低频结果之后,我们给出了最新的甚低频／低频发现：一个是电离层扰动与地震在统计上相关,第二个是2004年12月苏门答腊地震的实例研究,说明了这次地震电离层扰动的空间尺度和动力学原理。     

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。     

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。     

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.     

地震电离层探测技术及其应用研究进展

2017年即将发射的中国电磁监测试验卫星将填补地震电离层立体监测体系中不可或缺的空白区域,也将为天地一体化地震电磁对比校验及圈层耦合机理认识提供重要的科学支撑.针对近期地震电离层立体监测体系发展的需求,本文主要介绍了目前国内用于地震研究的地基及空基电离层探测技术,包括电离层垂测/斜测、甚低频(VLF)电波观测、舒曼谐振观测、GPS及空间卫星电磁等,并总结了各种探测技术在国内外地震应用研究中的进展; 最后结合不同探测手段的优势,探讨了地震电磁立体探测系统的构建,并就未来的多手段综合应用发展提出了建议.      

改进型图像信息方法提取地震电离层扰动异常研究进展

首先总结了国内外利用法国DEMETER卫星观测数据识别和提取地震电离层中主要参量扰动异常的常规研究方法,介绍了图像信息方法(pattern informatics method, 简称PI方法)研究地震活动性异常及其应用于中长期地震危险性预测的研究进展和成果. 然后主要介绍了改进型图像信息方法（modified pattern informatics method,简称MPI方法）在提取电磁卫星数据资料中的进展应用．该方法的震例研究结果显示,地震电离层中电子浓度（Ne）、电子温度（Te）异常出现的时间一般在震前一个月左右,相对于其它方法提取到的异常在震前几小时至数天内,这一突出特点将使得MPI方法在短临地震预报中更具有可操作性．然而,该方法能否作为提取地震电离层异常扰动的实用数据处理方法并应用于地震短临预测中,尚需要进一步深入研究．最后本文提出了将MPI方法应用于提取地震电离层异常信息需要进一步解决的几个问题．      

基于Swarm卫星数据的一次地震电离层现象辨识

为进一步探索基于多颗卫星观测数据的地震电离层现象识别,利用Swarm星座三颗卫星观测的电子密度数据和磁场数据,对已报道的2017年11月12日伊朗MW7.3地震震前第9天震中附近的一次地震电离层扰动现象进行辨识。通过分析三颗卫星相邻轨道的电离层扰动特征,获得了异常扰动存在的空间范围;利用Swarm星座三颗卫星轨道的时间和空间差异,计算出异常扰动在空间中可能的传播特征;使用同步观测的磁场数据判断其电磁辐射特性。最终根据现有对地震电离层耦合的认知,并结合分析的结果,认为该扰动为非震源发出的声重波扰动,非沿纬向传播的电离层行波扰动,非同步电磁辐射引发扰动,而是与伊朗MW7.3地震孕育活动无关的一次高纬度强烈电离层活动所引起的扰动变化。     

基于地震电离层现象研究结果的分析与总结

地震电离层现象作为地震事件在电离层中的物理表象,随着观测资料的积累不断地被发现和报道。大量研究结果表明,地震电离层现象复杂多样,难以捕捉和确认。本文针对主要的地震电离层现象进行简要介绍,并依据研究参量、地震事件的震级、异常出现的时间、异常的空间方位以及异常的正负等要素,对以往的地震电离层现象进行分类总结,尝试从现有研究结果中挖掘地震电离层异常出现在震前的天数与震级的关系、异常空间分布方位及频次、正负异常的震中距与震级的关系,探索地震电离层异常现象在时间上的变化特征和空间上的分布特征。     

台湾的地震电磁观测

尽管短临地震预测非常重要,而且已经经过多年的研究,但仍然不能说是成功的。近期有许多关于地震的地磁前兆的文献报道。其中,ULF电磁现象和电离层扰动现象被认为是观测地壳活动的最有前景的方法之一。在台湾的东海岸,中／大地震出现的频率非常高,几乎是日本的10倍。因此,在台湾安装了地磁仪和电极来测量ULF地磁场和地电势差,以评价以前获得的研究结果,并试图阐明与大地震相关的ULF电磁现象的物理机制。同样,为了阐明大地震之前出现的电离层扰动现象的可能机制,还开始了监测大气电场的变化。本文中将会陈述台湾的地震电磁现象观测的策略及最初始的成果。     

基于DBSCAN的地震电离层扰动异常数据检测方法

电离层扰动变化可以作为地震的短临前兆,为提升电离层扰动数据分析准确性,剔除异常数据,提出了基于DBSCAN的地震电离层扰动异常数据检测方法。首先利用DBSCAN方法的中心思想,分析电离层扰动数据,结合无线传感器网络数据的特点,将欧式距离设定为指标,对比不同电离层扰动数据并进行划分聚类,然后计算地震电离层扰动数据相似度。再利用DBSCAN方法提取相关的环境特征集,通过特征集实现地震电离层扰动异常数据检测。最后实验分析与传统方法相比,运行时间、误报率、漏报率以及检测率的对比结果。结果表明：所提方法的所需时间短,误报率和漏报率明显降低,检测率大大提高。     

一个地震短临前兆的演变现象

在地震预测第一线的实践中,发现一个具有显示地体构造运动和地震短临前兆意义的小震组合。2005年8月5日在云南会泽县与四川会东县交界发生的会泽会东5.3级地震之前约2个月时间内,这个小震组合发生了连续的演变现象。识别、跟踪和把握这种小震组合及其演变对于提高地震短临预测很有价值。     

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...     

云南地区地震宏观异常特征研究

经历史震例及近几年地震震前短临跟踪预报实践，对宏观异常进行深入剖析，认为：宏观异常内容和数量多少与震级有关；宏观异常不只是短临和临震异常信息。也有不少是中短期、短期异常信息；宏观异常分布在震中及附近地区；最早出现的宏观异常地点对未来地震震中有一定指示意义。     

Ionospheric response to geomagnetic disturbances in the north-eastern region of Asia during the minimum of 23rd cycle of solar activity

We present the results of studies of the subauroral and mid-latitude ionosphere variations in the north-eastern region of Asia. We used the data from network of vertical and oblique-incidence sounding ionosondes and optical measurements. Long-term experiments on the radio paths Magadan–Irkutsk and Norilsk–Irkutsk were carried out within the period 2005–2007. Vertical sounding stations operated in standard regime. Observation of airglow near Irkutsk was provided by the zenith photometer that measured intensities of 557.7 and 630.0 nm atomic oxygen emissions. The results may be summarized as follows. (1) Large daytime negative disturbances are observed during the main and recovery phases mainly at high latitudes, whereas the positive disturbances observed during the main phase at mid latitudes. The disturbances changed their sign between Yakutsk and Irkutsk. (2) During the main and recovery storm phases the fall of foF2 associated with the equatorward wall of the main ionospheric trough is observed in the afternoon and evening. (3) Fluctuations of the electron density more intensive at mid latitudes during the storm main phase are observed during all considered periods. They are classed as traveling ionospheric disturbances (TID). Such sharp gradients of electron density are responsible for the strong changes in the characteristics of the radio wave propagation, particularity MOF. (4) A large-scale ionospheric disturbance is noted at the meridional chain of ionosonds in December 2006 as the sharp increase of foF2. It appears in the evening in the minimum of D_st at high latitude and propagate to equator. (5) A maximum of 630 nm emission above Irkutsk corresponds to the foF2 increase. (6) The obtained experimental data on the net of vertical and oblique-incidence sounding with high time resolution show that such net is the effective facility to study the conditions of the radio wave propagation and can be used for the diagnostic of the ionosphere.     

东北地震活动性短期预报方法研究

研究了1970年以来东北地区发生的MS≥5·0浅源地震孕育过程中地震活动性参数和地震活动图像的变化特征,并对地震活动性参数进行了比较系统地综合预报效能评价,结果显示:东北9次(组)浅震地震前,所研究的5项地震活动性参数中,88·9%出现了持续3个月以上的短期异常变化,且5项参数R值评分结果都满足97·5%的置信水平;88·9%地震前震源区附近出现了孕震空区,有87·5%孕震空区在空区边缘或空区内部出现了ML≥4·0逼近地震,逼近地震以单个或成对的形式出现。66·7%的地震在震源区附近出现了地震条带异常。最后给出东北地区中强震的短期预报方法,这对未来东北地区的地震预报工作将起着一定的参考意义。     

保山水汞异常与中强震关系研究

对云南保山滇14井1992—2004年水汞观测资料与其周围400km范围内发生的所有Ms≥95．0地震进行了研究。结果表明：在中强地震发生前,滇14井水汞存在短临异常,且异常特征清晰,异常幅度明显;所提取的短临预报指标对应地震效果较好,但对应范围受区域地质构造控制,主要对应云南西部地区及缅甸弧型构造带中的中强地震。     

Study on the sudden changes in ground tilt and earthquakes

Introduction Many observation facts, rock-rupture experimental results, and theoretical research achievements proved that the sudden changes in ground deformation are the most possible earthquake short-term precursors. The observed sudden changes in deformation that related to the earthquake preparation are here called the precursory. The sudden change is mainly characterized by the highly changing velocity and greatly accumulated deformation amplitude.     

2005年云南会泽、文山5.3级地震短临预报及再认识

2005年8月5日、8月13日云南会泽、文山分别发生5．3级地震。震前,前兆各学科出现不同程度的异常变化,异常台项达30多项,并呈现非线性上升趋势。据此,震前对这两次地震做出了短临预报。震后对两次地震的震前异常做了进一步分析研究,认为异常主要分布在距离震中20～180km范围内,集中出现在震前2个月。水温异常对发震地点有一定的指示意义。     

2003年云南大姚6.2级地震预测及其科学依据

通过对2003年7月21日云南大姚6．2级地震前，2001年10月至2003年6月云南出现的613d无M≥5．0地震的罕见平静、2003年2～6月出现的显著能量预释放过程、2002年9月至2003年6月M≥4．0地震深度分布异常，2003年5～6月水汞群体异常及2002年2月至2003年6月形成的强震孕震区的深入分析和研究，给出了云南大姚6．2级地震三要素预测的具体方法和实际预测过程。探讨这一强震前的认识过程对于未来地震预测有一定的参考价值。