2012年新疆洛浦MS6.0地震前卫星热红外亮温时空演变特征分析

本文处理了新疆洛浦M_S6.0地震前后卫星热红外亮温（TBB）数据,对异常信息的时空演变进行分析,并考虑了天气因素的影响。研究发现,震前亮温异常主要分布在震中西北方向,高值区位于震中以西巴楚县附近,异常呈条带状分布,其西北-东南走向与附近断裂带方向一致;异常出现在洛浦地震前14天,共2次,时间上经历较强-弱-强-弱的变化过程,第1次异常持续时间较短,第2次异常持续长达4天,之后迅速衰减并消失,亮温异常值增幅十分明显。结果表明,新疆洛浦地震前存在明显的红外亮温异常现象,亮温变化与洛浦地震发震似具有较好的相关性。     

中国大陆卫星红外亮温与海拔高度关系的研究

海拔高度与卫星热红外亮温的关系是尚待深入研究的能反映地球表面热状态的重要信息,也是影响地震热红外异常分析的主要因素之一,文中把海拔高度每增加100m亮温降低的幅度称为亮温梯度,在系统筛选处理卫星热红外遥感数据的基础上,把中国大陆划分为西北、青藏、川滇、东北、华北和华南6个地区分别进行研究,取得了一些初步的结果:1)不同地区、不同月份亮温梯度的总体趋势相似,但又存在细节上的差异;2)各个地区的亮温梯度都小于前人根据气温资料计算得到的气温直减率(0.64℃/(100m)),而且在绝大多数情况下都<0.4℃/(100m),变化范围主要集中在0.15～0.35℃/(100m)之间;3)除青藏地区以外,其它5个地区的亮温梯度总体上表现为夏大冬小的特点。分析认为冬季冷空气的作用、大气对地面辐射的吸收衰减以及地理环境的差异等是影响亮温梯度时空动态的主要因素     

震前卫星红外亮温异常时空演化特征分析

主要利用统计方法建立红外亮温背景场及异常检测模型,来提取2012年华北地区的红外亮温异常信息,并对2012年唐山4.8级地震和宝坻4.0级地震前的异常演化过程进行分析研究。结果表明:背景场方面,红外亮温的多年月背景场具有夏高冬低的年变特征,符合季节变化规律,红外亮温与高程呈负相关关系;基于历年同期亮温偏移指数K值方面,2012年5月28日唐山4.8级地震震前在唐山断裂带以南存在明显强烈的K值异常,在震前8小时达到最大约3.3。6月18日宝坻4.0级地震在震前也存在红外亮温异常现象,但是较弱。     

华北地区中强震前卫星红外亮温变化研究

应用相对功率谱估计方法对华北地区中强地震前静止气象卫星热红外遥感亮温资料进行时频分析, 结果表明: 华北5级以上地震发生前存在显著的亮温热异常, 震前1个月左右异常开始出现, 高值幅值持续时间超过20天, 功率谱幅值最高可以达到平均值的7倍以上, 且发震区域一般位于异常区边缘或异常区域内的断层上。     

云南彝良5.7级地震前卫星热红外异常

针对2012年9月7日云南彝良5.7级地震前在震中区附近出现的大面积热红外异常,利用中国静止气象卫星FY-2C/E红外遥感亮温资料,采用功率谱相对变化法进行研究.结果表明:该次地震发生前一个月震源区附近存在明显的热异常区域,并且随着时间推移不断扩大、迁移;在2012年9月1日左右异常面积达到最大,随后逐渐收缩,相对变化幅度达10倍以上.同时发现该次亮温异常沿断层呈带状分布,应与活动构造分布有关.     

汶川M_S8.0地震前的卫星热红外异常

2008年5月12日14时28分,汶川大地震发生后,本课题组迅速开展工作,对收集的FY-2C红外-波段(10.3～11.3μm)的卫星遥感图像进行处理,以期查明震前是否存在卫星热红外异常现象.根据对2008年2月21日至5月12日遥感图像的解译和分析,发现早在2008年3月18日,即汶川大地震前55天,就开始出现了卫星热红外增温异常.作者电子信箱:魏乐军,weilj@publica.bj.cninfo.net     

卫星热红外图像亮温异常——短临震兆

震前亮温升温时在震中附近采集气体样品 ,经过化验分析证明CH4和CO2等温室气体含量成倍或成数量级地增加 .实验研究也同样证明CH4和CO2 等气体在瞬变电场中可获得能量 ,并释放能量 ,形成 2～ 6℃增温 .在 40次的地震短临预报中 ,而三要素较准确的有 9次预报 ,较好的预报有 1 2次 ,合计为 2 1次 ,其中含 3次 7级或 7级以上 ,4次 6级或 6级以上 ,其余为 5级左右 .最后详细介绍 1 996年 2月 3日丽江及 1 998年 4月 1 4日唐山地震前的卫星热红外亮温增温演化特征 .     

2017年九寨沟MS7.0地震前热红外亮温异常与盆地效应

以中国静止气象卫星亮温数据为数据基础,采用小波变换和功率谱估计方法进行处理分析,并对处理后的数据进行时空扫描。结果表明:① 在2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前,沿龙门山断裂带存在一条热红外辐射增温带,其热辐射异常主要分布于四川盆地边缘,异常面积最大可达6×104 km2,九寨沟地震即发生在增温区域的边缘;② 九寨沟地震的相对功率谱时序演化特征显示,2017年7月初相对功率谱幅值迅速升高以后,长时间持续呈高幅值状态,且与过去十年的数据相比相对功率谱较为突出,直到地震后一段时间才恢复;③ 九寨沟地震异常的分布与汶川地震前热辐射异常展布相似,对其它发生在含油气盆地边缘的地震进行综合分析认为,热辐射异常均具有类似盆地形态的特征,反之,这种类似盆地形态的异常与M_S≥6.5地震的对应率为75%;④ 地震盆地效应是位于盆地边缘的、具有不同发震构造的地震表现出相似的热辐射空间展布的主要原因,与地球放气理论机理解释相一致。      

2020年新疆于田Ms6.4地震前热红外亮温异常研究

获取了2020年4-7月新疆于田Ms6.4地震区周边约400 km范围内连续的中国气象卫星FY-2G遥感热红外资料,选取北京时间凌晨1:00～5:00时的分钟值数据,经过小波变换和功率谱估计法进行处理,得到研究区地震前后相对功率谱异常演化过程,对比分析了 2019年相同频率同期的相对功率谱幅值,并讨论了异常时间演化过程...     

浙江省及其邻区红外亮温异常与地震关系

选取2006—2013年的FY2风云2号气象卫星热红外亮温夜间数据,采用相对功率谱法进行全时空分析,获得优势频率和幅值。研究每一个频率点的相对功率谱随时间和空间的变化,与浙江省及其邻区17个ML5.0以上地震的三要素关系进行分析,得到如下结果:9个地震前出现热红外亮温相对功率谱异常,前三个特征周期的对应率比后三个特征周期高;在时间上,异常多出现在震前数日至数月,并且较多发生在异常达到最大值后和异常恢复后,少部分发生在异常达到最大值前;空间上,异常的表现为由弱-强-弱-消失的过程,异常形态多为从零星异常演化成团块状或与断裂带走向较为一致的条带状。异常时间、异常幅度、异常开始到地震发生的时间等特征与地震无明显关系。     

2010年智利MS8.8级地震前可能的潜热通量异常及其与地表温度变化的关系

本文研究了2010年2月27日智利8.8级地震前后地球表面潜热通量的时空演化过程, 并分析了可能的潜热通量异常及其与地表温度变化的关系.结果表明:(1)此次地震及其强余震前出现了三次明显的潜热通量异常,第一次潜热通量异常出现于主震1个月前,主要分布在震中及其东南陆区,第二次潜热通量异常出现在主震前7天,异常区分布在震中西南的海域,呈北西向分布,指向俯冲带,第三次潜热通量异常出现在强余震前,异常区分布在震中西南的海域及北段俯冲带上;(2)相似于2004年印度尼西亚地震海啸前潜热通量的异常演化特征,潜热通量异常从弧后向俯冲带迁移,此次地震前的潜热通量异常首先出现在弧后火山活动强烈地区,然后迁移到海域俯冲带附近,可能反映了临震前的构造变形过程;(3)当陆区出现潜热通量异常时,同时也可见地表温度异常,但在海域出现潜热通量异常时,却未发现有地表温度异常,这可能是由于海域水的热容量较大,不易出现红外温度异常所致.     

汶川和芦山地震前后巴颜喀拉地块中东段红外亮温分析

基于MODIS卫星遥感红外数据,用小波方法提取并分析了汶川和芦山地震前后巴颜喀拉地块中东段红外亮温低频信息。结果显示,1在汶川8级地震前,巴颜喀拉地块中东段红外亮温升温异常多次出现(5次),震后近5年无升温异常出现,在芦山7级地震前2个月再次出现升温异常;2汶川地震前升温异常的高值区在空间上有逐渐往龙门山断裂带方向迁移的特点;3在全部6次升温异常中,只有2008年4~6月和2013年2月~4月19日2次临近地震的异常,巴颜喀拉地块中东段内部亮温出现大幅度均衡升温,这可能是该地区强震的临震信号。     

地基热红外亮温遥感云底高度可行性的模拟研究

本文利用Modtran40模式比较系统地研究了不同强度（以地面能见度表示）和不同类型气溶胶情况下,晴空和各种云所形成的天空红外亮温Tb (Infrared Brightness Temperature)随地面观测天顶角的变化,从中发现利用Tb观测来遥感云底高度CBH（Cloud Base Height）的可行性,以及定量分析气溶胶层的影响.并且根据模拟计算结果,推出了由地面温度和湿度来计算晴天和不同CBH的中低云天天顶Tb的统计算式,以及由观测Tb和地表温、湿值反演CBH的方法.从模式计算和试验的初步结果可以看出：对于低云和中云,地基观测的Tb对CBH的变化有相当的敏感性,因此可以用于CBH的反演.地面气溶胶（能见度和气溶胶类型）对天空背景Tb有明显的影响,必须加以订正.但由于其影响对不同天顶角的贡献有一定的规律性,因此有可能得到较好的订正.     

卫星热红外亮温、气温及地温观测的年变变化对比研究

过对NOAA卫星热红外亮温与野外安装气象观测站接收的气温、地下不同深度地温(0.2, 0.5, 1.5,2 m)进行不同方式的对比研究,分析了卫星热红外亮温、气温、地下不同深度地温的变化特征,探讨了亮温与气温及不同深度地温之间的关系．结果表明:① 卫星热红外亮温观测,由于受天气、云层短周期因素变化影响,曲线呈现高频突跳特征,但按最大值拟合出的亮温曲线有较好的年变变化规律;② 浅层地温受气温及太阳辐射的影响较大,能够体现出日变化,表现出很好的季节变化规律;③ 深层地温年变平稳, 年变变化与季节相关．但与气温相比,表现出滞后效应,且深度越深,滞后时间越长;④ 亮温、气温及深度0.2 m地温三者之间呈现很好的相关性．亮温、气温、0.2 m地温的极值几乎同时段出现,都符合季节变化．分析表明,亮温能够真实地反映地表温度的变化情况,能够为利用卫星热红外亮温提取地震异常信息提供可靠准确证据．本研究结果为理解不同观测属性及其相互关系,以及更好地为地震监测应用提供了基础．      

2018年5月28日松原MS 5.7地震前热红外亮温异常分析

2018年5月28日吉林松原发生M_S 5.7地震。为了分析松原地震前可能与地震有关的热红外亮温异常,收集了以震中为中心的38°—50°N、116°—134°E范围内,2013年1月1日—2018年6月18日静止气象卫星FY-2G观测的地表亮温资料,应用连续小波变换方法计算了每一个像元的小波相对能谱,得到了分析区域内相对能谱的时、空演化规律。结果显示,地震前1周吉林—丰满断裂周围出现相对能谱值超出背景值的异常现象;且随着地震的临近,异常区域沿着松花江第二断裂带向NW方向扩展,异常幅度随之增大。地震发生后异常幅度及面积继续增大,直至震后1个月异常逐渐消失。含油气盆地地下大量天然气对震前应力的变化较敏感,当应力积蓄到一定程度,盆地周缘的活动构造带及一些微裂隙都是天然气上涌的通道,而溢出地表的甲烷、二氧化碳等温室气体辐射增温效果明显。在震前,盆地出现大片区域的辐射增温异常可能与天然气外泄有关,或许可以解释松原M_S 5.7地震震中位于异常区外边缘的现象。     

Preliminary Study on the Dynamic Variations of the Surface Thermal Flux before and after the M_S5.7 Earthquake of 2005 in Jiujiang City,Jiangxi Province

The temporal and spatial variations of surface latent heat flux （SLHF） and diagnostic air temperature at 2m before and after the Ms5.7 earthquake occurring on November 26, 2005 in the area between Ruichang City and Jiujiang City, Jiangxi Province are summarized in this paper. It is found that before the earthquake significant SLHF anomalies and air temperature anomalies occurred in the epicentral area and its vicinity. The air temperature anomalies appeared from the 2nd to the 13th of November, 2005 and were concentrated at the epicentral area and in its southern part. Then two days later, that is, from the 4th to the 15th of November 2005, significant SLHF anomalies occurred in the epicentral area and to its northern area where many lakes are distributed along the active faults. During the anomalous period, the SLHF and air temperature at 2m exceeded the sum of average daily value over 26 years and 1.5 times of its mean square deviation. Both anomalies had maintained for 12 days with a peculiar distribution related to the tectonic active zone. It is considered that both of air temperature anomalies and SLHF anomalies are correlated to the movement of thermal flux from underground prior to earthquake. SLHF anomalies occurred over wide regions covered with abundant water, whereas air temperature anomalies occurred over land.     

2017年8月9日精河MS6.6地震热红外亮温异常分析

利用相对功率谱方法对风云卫星热红外亮温数据进行处理,发现精河M_S6.6地震前存在明显的前兆异常。异常时空演化特征为2017年7月12日在北天山地震带中、东部和阿尔泰地震带中部开始出现相对功率谱高值聚集现象,随后幅值和面积逐渐增大,持续至7月27日异常面积和幅度达到最大值,然后逐渐减弱,2017年8月14日后基本恢复正常,异常持续大约1个月,8月9日在异常区域边缘发生精河M_S6.6地震。地震震中所在的北天山地震带平均相对功率谱值时序变化特征与异常区域时间演化过程类似,地震发生在平均相对功率谱由最大值恢复至正常背景值的过程中。     

Formation cause of thermal infrared high temperature belt along Honghe fault and its relation to earthquakes

Introduction The relation between satellite thermal infrared anomaly and earthquakes or fault activities has been studied for more than ten years. Many researchers contribute themselves to the research field and made some progress (Gorny et al, 1988; Andrew et al, 2002; WANG and QIANG, 1995; ZHENG et al, 1996; QIANG and DIAN, 1998). In recent years, with the rapid development of satellite remote sensing technique and its wide application to the field of seismology, more and more rese…