嵊州,新昌地震与低空大气增温异常

从嵊州、新昌地震（１９９８－０８－１７Ｔ１：４６ＭＬ４．５）的地震地质构造环境、卫星红外异常与近地表大气增温异常等三个方面,进行了研究。认为地震前几日,震区及周围大面积的突性性低空大气增温异常与卫生红外异常是一种临震前兆,并总结了增温异常的时空演变规律与地震活动的关系。     

卫星热红外增温机制的实验研究

不同比例的混合气体(CO2和CH4等)在瞬变电场的作用下可引起增温约6℃，太阳辐照上述混合气体可引起增温约3℃．以本实验研究结果为基础阐述了低空大气卫星热红外增温的机制:地壳突发性放气和低空静电场突变作用引起低空大气热红外增温的关系．初步认为在中强地震前热红外增温异常需要满足气体突发释放与静电场突变同时出现的条件．      

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。     

气体受激增温的实验研究

试验结果基本证明了热红外温度异常与太阳照射、大气电场、大气成分密切相关。非极性气体如CO2 、CH4 的含量越高, 增温越大。而极性气体, 如水蒸气则相反, 含量越高, 增温越小。CO2 、CH4 含量高的大气, 其增温远远超过单纯由温室效应引起的增温, 其幅度可达10℃,而水蒸气引起的增温还没有单纯由其温室效应引起的高。     

地震前红外异常的基本特征与成因机理

通过分析发生在中国及相邻地区的40多次地震的卫星热红外图像,总结了卫星红外临震异常的基本特征。对有关异常成因机理的诸家观点进行了阐述,提出了作的倾向性意见。一般情况下Ms＞5地震前均有较清晰的红外临震异常显示,低空大气－地面增温幅度显,并表现出突发性和阶段性特征。异常面积与震级的大上呈一定程度的正相关。作倾向于认为,临震大气静电异常对大气的极化作用是产生热红外异常的主要原因,异常大气的温室效应也是不可忽视的因素。     

对流层强迫与平流层暴发性增温

采用平流层准地转－β通道近似下的波流相互作用模型，考虑大气行星波１和波２与流的相互作用，以平流层底部边界强迫波波１和波２的振幅作为参数，对该模型的分岔特性进行了研究．结果表明，系统具有稳态解支Ａ，Ｂ，Ｃ，在某些参数范围内，多种稳态解同时存在．解支Ａ对应于平流层冷冬状态，解支Ｃ对应于平流层增温状态．由于参数变化系统在稳态解Ａ和Ｃ之间发生灾变是冬季平流层暴发性增温的原因．文中给出了二维参数空间中的分岔集，它表明了对流层顶的波动对平流层暴发性增温的控制作用，能很好地解释观测事实．     

火山活动对北半球平流层气候异常变化的影响

文中利用逐次滤波法滤除北半球平流层70 hPa约15~22 km高空大气温度异常变化中太阳活动的影响之后,进一步分析了火山活动的气候效应,分析结果表明,火山活动能引起平流层较大幅度增温,对于北半球70hPa高空气候异常变化的影响超过了总方差的30%;火山活动影响最显著的高度是平流层70 hPa约15~22 km高空,由此高度向上或向下,火山活动的影响都逐渐减小;火山活动引起平流层大气升温的同时还将引起对流层大气降温,其分界线大致位于对流层顶300 hPa附近;强火山爆发如皮纳图博火山爆发、阿贡火山爆发和堪察加北楮缅奴等火山爆发是引起未来两年左右平流层中下层温度异常变化最重要的因素,其方差贡献率超过百分之五十三！;火山喷发高度越高,引起平流层增温效应的层次也越高;北半球大气温度异常变化对南半球火山活动响应的滞后时间比北半球火山活动长. 平流层高空气候异常变化还具有显著的22年变化周期,分析认为是大气温度场对太阳磁场磁性周期22年异常变化的响应,其方差贡献率超过9%.     

卫星遥感资料在地震预报中的应用研究——以1991年柯坪6.5级地震为例

以１９９１年柯坪６．５级地震为例，对利用卫星热红外遥感资料监测临震地表热红外异常进行了探索研究，在柯坪地震前，震中地区出现热红外异常，震前２天异常最显著，震后３天异常恢复。异常形态呈条带状，分布范围与柯坪断裂基本一致，６．５级地震就发生在增温异常的中心地区附近。     

台湾海峡7.3级强震前的热红外增温异常

描述了１９９４年９月１６日台湾海峡７．３级地震前，在震中区附近上人观测到大面积的突发性增温异常带。并对该异常带的形成机理作了探索。     

卫星遥感资料在地震预报中的应用研究

以１９９１年柯坪６．５级地震为例，对利用卫星热红外遥感资料监测临震地表热红外异常进行了探．索研究。在柯坪地震前，震中地区出现热红外异常，震前２天异常最显著，震后３天异常恢复。异常形态呈条带状，分布范围与柯坪断裂基本一致，６．５级地震就发生在增温异常的中心地区附近。这说明卫星热红外异常是很好的地震短临信息，对发展地点有很好的指示作用，在地震监测预报中将展现出良好的应用前景。     

热带大气季节内振荡和ENSO的相互关系

通过观测资料的分析和数值模拟，研究了热带大气季节内振荡与ＥＮＳＯ的相互关系．一方面，在Ｅ１Ｎｉｎｏ事件发生之前，热带大气季节内振荡（尤其是在赤道中西太平洋地区）异常偏强，通过海一气相互作用它可能是Ｅ１Ｎｉｎｏ的一种重要激发机制．同时，赤道中西太平洋地区大气季节内振荡的异常加强同东亚中高纬度地区３０-６０天振荡的加强和强东亚冬季风有关．另一方面，ＥＮＳＯ对热带大气季节内振荡也有重要影响，在Ｅ１Ｎｉｎｏ期间，热带大气季节内振荡明显减弱；其结构明显趋于正压性．     

震前云下增温异常及其时段特征

利用卫星热红外图像资料做地震短临预报, 主要依据的是地表大气增温异常在卫星图像上的亮温反映。 但在阴云密布的天气条件下, 这种预报方法却受到了限制, 因为卫星无法探测到地面或水面是否有增温异常。 通过气象资料分析, 得知云层或其他气象条件引起的降温并不能改变震前地表温度增加的趋势。 某些地震之前虽然震中及其附近地区天空阴云密布, 地面增温幅度却可高达十几度。 云下增温曲线可划分为3个时段(即A、 B、 C段), 其中A段与C段分别为增温前与震后的温度变化曲线, 多与日照时间呈正相关关系, 特别是A段的这种关系更具普遍性。 然而, 反映震前地面增温特征的B段却与日照时间没有明显的相关性, 可见这种持续增温、 与云量无关的波状增温等都主要不是由日照或气象条件引起的, 而是一种与地下应力作用、 气体释放、 瞬变电场等有关的震兆现象。 因此, 提高对云下增温的系统观测能力, 是改善热红外地震预报的有效途径。     

电场作用与大气增温效应的再试验

６０多次对比模拟试验结果表明，大气电场对大气增温效应的“促进”作用是相当可观的；“促进”作用的大小与电场强度和大气成分有关，也和静电场还是交流电场有关。在本文中还对这些现象的成因机理作了分析和讨论     

1998年1月10日张北6.2级地震前可能的卫星热红外异常现象.

利用华北北部（113～119E,38～42N）的NOAA-AVHRR 热红外通道数据,采用震兆红外异常监测快速处理系统软件,对遥感数据进行了辐射校正、几何校正和大气校正等处理,反演地表温度;结合地质状况,排除干扰因素的影响,利用图象差值法提取热红外温度异常;并以张北6.2级地震为例,总结了热红外异常的时空变化特征及其与地震预报的关系． 在张北地震前十几天,沿张家口——渤海地震带上出现了较大范围的热红外温度异常现象,异常区域呈条带状,具有一定的区域性的构造背景;异常在空间上从外围向震中发展,震中位于热红外异常增温区边缘．利用临震前出现的卫星热红外异常进行地震预报探索,有可能为地震预报开拓一条新的观测途径．      

张北地震与大气增温异常

通过对大气总温度资料的分析,认为１９９８年１月１０日张北地震前几天,震区及其周围的增温异常是一种临震前兆。异常的空间由显示,震中区及其附近为强异常区,并且被弱异常区所包围;该次地震可能是ＮＷ向的张家口－北京－蓬莱断裂带向西扩展活动所致,同时也与尚义－多伦等ＮＥ向断裂的活动有关。总温度等值线的系列演变图概略的反映出了应变能的积聚－扩展－释放的全过程。     

莎车Ms5．2地震天体引潮力和温度异常初探

对2011年12月1日莎车Ms5．2地震的天体引潮力周期变化过程进行计算,并根据该周期分析了NCEP温度数据资料,提取地震前的异常增温变化图像。结果表明：天体引潮力对处于临界状态的活动断层具有诱发作用;震前温度变化发生明显异常,经历起始增温一异常加强一高峰一衰减一平静的演化过程;出现温度异常位置与震中位置有较好的空间对应关系;NCEP温度异常研究在地震前兆研究中有较好的实用价值。     

平流层爆发性增温期间中高层大气行星波研究进展

极区平流层爆发性增温（SSW）是冬季半球最剧烈的大气扰动现象之一. SSW期间温度和风场的剧烈变化被认为是冬季半球中高层大气波动能量异常增强的主要原因.流星雷达是能够稳定连续探测中间层和低热层风场的重要地基探测设备.主要依托国家重大科技基础设施建设项目：“子午工程”,我国已建设了多个流星雷达观测台站,对中间层和低热层风场进行了长期稳定连续的监测,为揭示SSW期间中间层和低热层波动异常变化的物理机制提供了重要的观测资料.本文简述了近年来以我国“子午工程”流星雷达监测数据为核心,SSW期间中高层大气行星波的研究进展和成果;深入讨论了冬季半球中高层大气行星波发生异常变化的主要激发机制.随着“子午工程”二期十个流星雷达台站即将建成,本文对利用“子午工程”流星雷达监测台网进一步研究SSW期间中高层大气波动的变化特性进行了展望.     

海城地震区钻孔温度连续观测和前兆性热异常的讨论

本文是辽东地区和海城地震区地热观测和研究工作中关于前兆性热异常现象的初步研究成果.在海城地震区,对固定钻孔进行了实验性的温度连续观测,并对这些资料作了分析研究.在此基础上,结合海城地震和唐山地震震前的各种前兆性热异常资料,我们讨论了引起前兆性热异常的可能原因.我们倾向于这样一种认识:地震区在大地震前出现的显著的大气增温异常与通常被猜测的地壳中某种地热过程无关.     

基于临边大气长波红外辐射信号的平流层增温效应研究

本文利用热层-电离层-中间层能量和动力学卫星TIMED中宽带发射辐射计SABER观测的临边大气长波红外背景辐射数据来研究平流层增温效应,基于2012/2013年1—3月在20~100 km高度内的临边大气长波红外背景辐射数据,采用微扰方法,得到辐射扰动的时空分布.结果显示：大气长波红外背景辐射扰动数据能够更精细的展示平流层增温事件的发生,2013年平流层爆发性增温效应下最大辐射扰动幅度出现在40 km处可达160%,而利用温度扰动数据表征此事件的发生时最大温度扰动幅度出现在40 km处只有21%.针对2012年弱平流层增温效应,温度扰动幅度最大值出现在40 km处为16.4%,而辐射扰动幅度的最大值在40 km处可达91%.大气长波红外背景辐射的纬度分布体现出此事件发生于高纬度地区;其经度分布在20~50 km范围内呈现"w"形状;而50 km和80 km处大气长波红外背景辐射的极值区域范围随着事件的发生在高纬度地区都是先扩大随后缩小的过程.这表明高层大气临边红外辐射信号可用于研究平流层增温效应,尤其是对于温度弱起伏的小扰动事件.这对于掌握临近空间环境辐射形成机理及其变化特性亦具有重要意义.     

在热红外短临地震预测研究中NCEP资料的引用

利用地震短临阶段孕震区内普遍出现的大气-地面增温异常来进行短临地震预测,是近年来我国地震科技工作者进行短临地震预测研究的一个新方向.对地面增温异常的监测多数是通过分析气象卫星云图的热红外辐射异常来实现的.而气象卫星星载辐射计测到的是各种下垫面(包括海面、陆面和云顶)的红外波段辐射特征和强度.所以,当孕震区上空有较厚的云层时,云图资料就无法反应该地区地面增温现象,自然也就无法用于地震预测.根据我们对我国东部1988～1999年期间里氏5.0级以上地震的GMS卫星云图分析,有多于50%的GMS云图资料因为孕震区有云而无法用于我们的研究.因此,尽管15年来的研究和试报实践证明,用卫星红外异常作地震短临预测是很有发展前途的新武器,但单用卫星红外云图还是具有一定局限性的.为了弥补气象卫星资料云图上述的不足,本研究中心,自2003年5月开始引入了NCEP全球再分析资料.该资料多用于气候分析,而将它用于地震短临预测的研究,在国内外尚属首次.