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.     

DEMETER卫星观测到的云南普洱地震前的电离层扰动

北京时间2007年6月3日5时34分56秒（2007年6月2日21时34分56秒UT）在中国西南部的云南省普洱市宁洱县(23.0deg;N, 101.1deg;E)发生了MS6.4地震, 本文分析了DEMETER数据中心从此次地震前10天（5月23日）至地震当天共11天的数据, 寻找可能与此次地震有关的电离层前兆. DEMETER卫星在此期间有284个半轨,本文选择研究了飞过震中周围约1 888 km范围上空的29个半轨（在此范围内卫星到震中的最大距离为2 000 km）. 其中,在29个半轨中的7个半轨中发现了7次异常事件,它们的电场频谱、电子和离子的温度及密度与周围空间相比表现了同步的变化. 其中5次事件出现在研究的区域内,即震中周围1 888 km范围的空域中, 而另外两次事件则远离研究的区域. 分析表明这5次事件可能与普洱地震有关.      

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条轨道的电子浓度值出现高于背景值的异常;27日震前4小时在磁赤道附近出现电场频谱下降,等离子体参量强烈扰动的现象.     

地震电磁卫星监测输电线谐波辐射研究综述

输电线谐波辐射已成为近地空间环境的一种人为污染源.介绍了磁层中输电线谐波辐射现象的研究历史与现状,涉及到与其相关的地基观测和天基观测结果,以及对其形成机理所开展的定性和定量研究等.特别介绍了近年来利用DEMETER地震电磁卫星观测到的输电线谐波辐射现象.根据现有的研究结果,提出一些尚未解决的问题.随着我国电网的发展,以...     

智利地震前DEMETER卫星对空间高能粒子的观测

在地震的孕育或发生期间,地球内部岩石圈的活动可能会发出电磁辐射,引起空间电磁扰动,并通过波粒相互作用引起高能电子的投掷角散射,导致高能电子的沉降.本文基于法国DEMETER卫星的观测数据,研究了智利周围区域在智利地震期间空间高能电子的通量、能谱的分布及演化,发现在智利地震发生前第11天和12天,在以震中为中心,经度跨度10°,在DEMETER卫星轨道高度上L跨度0.1的区域内,有超出背景4到6倍的高能带电粒子暴的出现,期间在其北半球磁镜像区域也观测到了显著的电子通量涨高.粒子暴对应的能谱与2010年前三个月的平均能谱存在较大差异.同时观测到在出现粒子暴的两条轨道上VLF(Very Low Frequency,甚低频)电场频谱分别在300 Hz以下以及13~20 kHz的频段存在显著增强,此扰动在时间和地理位置上与高能粒子暴是一致的.基于回旋共振耦合作用的准线性扩散理论,本文对所观测事例的电子能量与电磁场扰动频率做了分析计算.观测数据和理论计算有较好的一致性,表明该粒子暴源自ICE(Instrument Champ Electrique,电磁探测器)观测到的空间电磁扰动,这是典型的空间波粒耦合事例.进一步分析排除了可能引起粒子暴和VLF电场扰动的环境因素,本文认为本次粒子暴和电场扰动的观测可能与智利地震的震前地壳活动存在一定关联.     

基于DEMETER卫星原位等离子体参量的 震前异常提取方法研究及震例分析

基于法国DEMETER卫星等离子体分析仪和Langmuir探针观测到的原位等离子体参量, 研究了参量随纬度变化、 空间插值、 空间差值、 滑动中值、 相关性分析等5种异常提取方法, 并将这些方法应用于2006年1月—2010年4月期间国内6.0级以上、 国外部分7.0级以上29次地震的震例分析中. 由于等离子体参量具有一定的相关性, 因此对于震中附近的轨道数据大于等于2个参量出现异常时, 本研究才将其视为震前异常. 通过研究发现, 29次地震中有15次出现电离层原位等离子体参量的震前异常, 异常时间大约为1—7天, 震中东西两个方向均可能出现异常, 但异常区域多偏向磁赤道.     

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．     

Possible ion-acoustic soliton formation in the ionospheric perturbations observed on DEMETER before the 2007 Pu'er earthquake

The data of ionospheric perturbations observed on DEMETER before the 2007 Pu'er earthquake are analyzed. The three-component plasma (ions, electrons and heavy ions) is studied in the fluid concept. The linear dispersion relation for ion-acoustic wave is found in the presence of heavy ions. The nonlinear dynamics is studied for arbitrary amplitude of the wave. The Sagdeev potential is calculated, which shows that solitary structure exists for Mach number within a range defined by the presence of heavy ions. The developed ion-acoustic solitons may be used as precursor for earthquake prediction.     

2006年6月DEMETER国际研讨会内容介绍

介绍了2006年6月DEMETER国际研讨会的主要内容,主要是关于DEME-TER卫星项目的阶段性成果以及地震的电磁效应和电离层物理研究的最新进展。     

西藏改则6.9级地震前的电离层电磁扰动

2008年1月9日西藏改则县发生6.9级地震, 震前2天法国DEMETER卫星飞过震中上空时记录到离子温度(Ti)和超低频电场异常。 文中通过震前10天内多条轨道的数据对比和分析处理, 对空间异常的识别和判定给出了两种有效的方法, 同时也积累了空间地震电磁前兆震例和异常信号判别的经验。     

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.     

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。     

利用DEMETER卫星数据研究武都-文县5．0级地震

简单介绍了法国DEMETER（detectionofelectro—magneticemissionstransmittedfromearthquakeregions）地震电磁卫星的科学任务,以及所搭载载荷和观测模式。利用卫星观测资料研究了2006年6月20日16点52分（UT时间）发生在我国甘肃境内的5．0级地震。结果发现,在此次震前第5天电离层就开始出现异常现象,在震前大约1～2天时,这种异常达到最大。最后简述了发展卫星观测所面临的挑战和机遇。     

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)     

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.     

汶川地震及其余震期间的ELF电磁异常

近些年来利用卫星技术观测地震前的电磁扰动已得到地震学界的广泛关注, 并被认为是研究地震电磁前兆的有效途径之一(Larkina et al, 1989; Parrot, 1994; Serebryakova et al, 1992; Molchanov et al, 1993; Nemec et al, 2008).     

高邮4.9级地震前滁州地震台电磁扰动异常分析

采用超限率方法,分析滁州地震台2011-2013年电磁扰动数据,结果发现,2012年7月20日江苏高邮M4.9地震前,电磁扰动脉冲超限频次和超限幅度均出现明显增强;进一步分析该台电磁扰动子夜时段(00:00-04:00)的脉冲变化,结果显示,子夜时段的电磁扰动脉冲在震前明显增强.分析认为,2012年滁州地震台电磁扰动脉冲增强变化与高邮M4.9地震具有明显的相关性.     

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.