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.     

联合空基与地基观测数据揭示2017年新疆精河MW6.3地震震前多参数时空关联及可能的物理机制

地震震前多参数异常及其时空关联性的回顾性分析是深入认识地震孕震过程,探究多参数异常变化可能物理机制的关键.因此,本文以空基数据包括地表温度、空气温度、潜热通量、晴空长波辐射和地基数据包括钻孔温度、水溶氡气、水溶氦气、钻孔形变作为研究参数,提取2017年新疆精河M_W6.3地震震前各参数时空异常变化,分析多参数异常变化之间的时空关联并探究其可能的物理机制.结果表明,精河地震前多个参数显示出异常变化.空基参数异常主要分布在震中西/西南部及北/东北部,最大异常分布出现在地震前一个月,且对应的异常变化高值区位于震中附近.钻孔温度未出现异常变化,水溶氦气显著异常变化出现在地震前四个月,水溶氡气显著异常变化则出现在地震前一个月,钻孔形变NE-SW分量压缩速率加快,NW-SE则由压缩状态转为拉张状态.空基和地基观测参数的异常变化在时间序列上呈现明显的链式过程,钻孔形变为第一个异常变化参数,水溶氡气为最后一个,异常集中变化时段在7月10日至7月15日.此外,钻孔形变NW-SE方向由压缩转为拉张的时段与空基参数异常变化时段相一致.在空间分布上,地表温度、空气温度和长波辐射异常分布范围...     

“资源一号”卫星星内粒子探测器对扰动事件的观测

本文比较了在太阳平静和扰动时期“资源一号”卫星星内粒子探测器对卫星舱内高能粒子的观测结果，发现在平静时期观测结果很好地反映了辐射带高能粒子在该高度上的分布情况.在扰动时期，粒子探测器观测到高能粒子分布出现重大变化，本文进一步讨论了影响高能粒子在近地空间分布的可能因素.     

智利8.8级地震前后高能粒子数据变化分析

利用法国DEMETER卫星IDP载荷观测的高能粒子通量数据,首先研究了其全球表现特征,即极区沉降带、中高纬沉降带和南大西洋沉降区。进而以2010年2月27日发生的智利8.8级地震为例,通过重访轨道的对比,发现高能粒子通量在2月26日出现了比较显著的变化:即南纬L=2.1～2.7一直增强,而其共轭区,即北纬L=2.1～2.7时,在26日白天无显著变化,只是在接近地震发生时才出现共轭效应。同时,在26日白天震中上空靠近赤道地区粒子通量显著降低,而到夜晚在震中区上空及附近地区粒子通量显著增强。在震后粒子通量恢复正常水平。     

DEMETER电磁卫星高能粒子在汶川地震中的初步应用

本文利用法国DEMETER电磁卫星的IDP粒子探测器数据,以汶川地震为例,在尽可能排除太阳活动和地磁活动干扰的情况下,分析了汶川地震前后高能粒子日变化情况,探索其作为汶川地震前兆信息的可能性.分别采用了时间序列统计分析、空间对比分析和重访轨道对比分析等方法.结果显示5月6日100～600KeV能谱段的粒子通量增幅强度高达6σ,异常区域集中在震中的西北部区域约47°N～53°N,91°E～93°E之间,考虑到磁壳指数L约1.8～2.0之间,这一增幅现象可能是由于高能质子受地磁场扰动影响向西加速漂移的结果.同时对比6日100～500KeV能谱段通量与其前三个月的重访轨道背景场,得出6日谱通量明显高于其重访轨道背景场一个数量级.最后,对于以上现象可能的物理机制进行了相关讨论.     

人体感热温度与临震前震中区的热异常

人体感热温度要受太阳辐射、大气温度、湿度、风等气象要素的影响。临震前,由于影响感热温度的环境状态发生了变化,而使震中区普遍出现热异常。热异常导致了人体感热温度异常,使人们闷热和不适。一定程度的闷热对地震的临震预报有一定的现实意义。     

下关34井气氡高值异常特征分析

介绍下关34井气氡测点及资料对应地震情况,针对2007-2010年气氡观测资料几乎每年相同时段出现的高值异常现象,结合该井水温、降雨、湿度、水位及可能出现的影响因素分析,认为异常可能是由于湿度和集气容积随水位变化与地震前兆异常叠加的结果,为判别气氡异常提供参考和借鉴,以利于提高气氡观测质量及在地震分析预报中的应用.     

大陆中、强地震地电阻率临震突变及其时空分布讨论——短临地震预报研究

本文研究了我国大陆部分中、强地震前地电阻率变化,得到地电阻率临震突变是我国大陆中、强地震前能观测到的一种客观电现象;讨论了地电阻率临震突变的变化特点、变化形态和时、空间分布特征。 本文认为地电阻率临震突变主要是临震前震源区孕震造成地电台勘探体介质湿度发生变化而引起的。     

2017年7月23日吉林松原MS4.9地震热红外异常研究

1 研究背景 地震与热辐射的相关研究始于20世纪80年代,诸多研究有:强祖基等(1992)认为,热红外异常是,地震时构造板块间的摩擦使得岩体内的温室气体沿着断裂缝隙逸出,也称作"地球放气",惰性气体被低空电场电离后形成各种波段的红外光;马瑾等(2000)提出利用遥感技术探测活动断层的构想,并证实了1997年玛尼MS7.9地震前20 d阿尔金断裂带条带状增温异常的存在;张元生等(2011)应用中国静止气象卫星热红外遥感亮温资料,分析了2011年日本MW 9.0地震和2011年缅甸MS 7.2地震前相对功率谱存在的显著亮温变化.中国东部地区关于热红外异常的研究较少.2011年日本MW 9.0地震后,中国东北地区地震活动呈增强趋势.2017年7月,吉林松原地区发生MS 4.9地震,对此次地震前热红外异常特征进行分析,以便为地震预测相关研究提供参考.     

2020年1月19日伽师MS6.4地震前后的基岩温度变化

2020年1月19日发生的伽师MS 6.4地震正好位于基岩温度观测区内,且西克尔观测台距离微观震中仅约1.3km,这为分析地震前后的地温变化提供了机会.结果显示:1)在伽师MS6.4震前及同震均观测到了清晰的地温变化.同震响应的出现,意味着震前的这些变化与地震有关,可能属于前兆信号.2)时间上,伽师地震前的基岩温度先是...     

Release of 222Rn from some soils

Measurements have been made of ²²²Rn release from diverse soils in the region surrounding Malaga, Spain. These flux measurements were carried out by two methods. A direct method using a static chamber technique and another indirect method obtained from concentration profile measurements of ²²²Rn in the soil air. The effects of meteorological variables and other parameters on ²²²Rn flux were studied. The factors that most affected the instantaneous value of ²²²Rn release were humidity and soil thermal gradient. The directly measured ²²²Rn fluxes at investigated sites are higher than ²²²Rn fluxes derived by the indirect method.     

Effects of strong earthquakes in variations of electrical and meteorological parameters of the near-surface atmosphere in Kamchatka region

The diurnal variations in electrical (quasistatic electric field and electrical conductivity) and meteorological (temperature, pressure, relative humidity of the atmosphere, and wind speed) parameters, measured simultaneously before strong earthquakes in Kamchatka region (November 15, 2006, М = 8.3; January 13, 2007, М = 8.1; January 30, 2016, М = 7.2), are studied for the first time in detail. It is found that a successively anomalous increase in temperature, despite the negative regular trend in these winter months, was observed in the period of six–seven days before the occurrences of earthquakes. An anomalous temperature increase led to the formation of “winter thunderstorm” conditions in the near-surface atmosphere of Kamchatka region, which was manifested in the appearance of an anomalous, type 2 electrical signal, the amplification of and intensive variations in electrical conductivity, heavy precipitation (snow showers), high relative humidity of air, storm winds, and pressure changes. With the weak flow of natural heat radiation in this season, the observed dynamics of electric and meteorological processes can likely be explained by the appearance of an additional heat source of seismic nature.     

华北强震水化学参量变化的模糊识别及方法评价

利用模糊识别方法对１９６９￣１９９８年发生在华北地区的渤海,海城,唐山３次强震及其强余震以及大同,包头西,张北３次中强震之前,该地区５０多口观测井的水氡和部分井孔的Ｈｅ,Ｈ２,ＣＯ２,Ｈｇ等水化学组分８万多个观测数据进行了全面处理,取得了华北地区强震前水氡,气体和水质组分前兆变化的时空分布特征,并提出了该地区强震和中强地震水化学参量中期和短期的异常指标,最后对模糊识别方法的地震预报效能提出评价。     

Riverine groundwater discharge estimation in a dynamic river corridor using 222Rn

Groundwater discharge flux into rivers (riverine groundwater discharge or RGD) is essential information for the conservation and management of aquatic ecosystems and resources. One way to estimate area-integrated groundwater discharge into surface water bodies is to measure the concentration of a groundwater tracer within the water body. We assessed groundwater discharge using ²²²Rn, a tracer common in many surface water studies, through field measurements, surface water ²²²Rn mass balance model, and groundwater flow simulation, for the seldom studied but ubiquitous setting of a flooding river corridor. The investigation was conducted at the dam-regulated Lower Colorado River (LCR) in Austin, Texas, USA. We found that ²²²Rn in both the river water and groundwater in the river bank changed synchronously over a 12-hour flood cycle. A ²²²Rn mass balance model allowed for estimation of groundwater discharge into a 500-m long reach of the LCR over the flood. The groundwater discharge ranged between negative values (indicating recharge) to 1570 m³/h; groundwater discharge from groundwater flow simulations corroborated these estimates. However, for the dynamic groundwater discharge estimated by the ²²²Rn box model, assuming whether the groundwater ²²²Rn endmember was constant or dynamic led to notably different results. The resultant groundwater discharge estimates are also highly sensitive to river ²²²Rn values. We thus recommend that when using this approach to accurately characterize dynamic groundwater discharge, the ²²²Rn in near-stream groundwater should be monitored at the same frequency as river ²²²Rn. If this is not possible, the ²²²Rn method can still provide reasonable but approximate groundwater discharge given background information on surface water-groundwater exchange time scales.     

Identification of a hidden thermal fissure in a volcanic terrain using a combination of hydrothermal convection indicators and soil-atmosphere analysis

Mapping and characterizing fracturing in a volcanic terrain is facilitated by the analysis of physical and chemical properties of soils. The parameters analyzed include the temperature at shallow depth, the spontaneous potential (SP), and the ⁴He, ⁴⁴CO₂, and ²²²Rn contents of soil gases, as measured in situ by mass spectrometry and α counter.This analysis allowed a distinction of deep fissures not accompanied by thermal loss, characterized by a negative SP anomaly and high He levels, and of a hidden fissure with thermal loss, characterized by a positive SP anomaly and high He, Rn, and CO₂ levels. This fissure has no visible surface manifestations.This method of analysing the convective thermal transfer is useful when analysing fracturing in volcanic structures to estimate their eruptive potential.     

Laboratory measurements on radon exposure effects on local environmental temperature: Implications for satellite TIR measurements

Surface latent heat flux (SLHF) is proportional to the heat released by phase changes during solidification, evaporation or melting. Effects of SLHF on the earth’s surface could be measured by satellite techniques capable of measuring thermal infrared radiation (TIR). Recent studies have found a possible correlation between SLHF and earthquakes, hence satellite techniques are widely used in research into the possible link between SLHF and earthquakes. Possible fluctuations in SLHF values during seismic periods have been attributed to different causes, such as the expulsion from the ground of greenhouse gases or because of radon. In particular, ionization processes due to radon decay could lead to changes in air temperature. Laboratory experiments have been carried out to highlight the possible role of radon in the thermal environmental conditions of a laboratory-controlled atmospheric volume.     

热带对流热量与水汽收支的数值模拟研究

应用二维云分辨模式,数值研究了热带地区的对流活动,并诊断了热量和水汽的收支,发现在垂直温度平流和凝结潜热释放之间、垂直水汽平流和降水之间都维持着大体平衡,推断出质量加权平均温度及可降水分的局地变化分别由热量及水汽方程中的剩余项决定.机制研究表明,深对流与浅对流在热量及水汽循环中存在较大差异,深对流中水汽的凝结及潜热释放起着主导作用,而大尺度垂直平流的加湿和冷却在浅对流中发挥主导作用.最后讨论了对流触发后热量及水汽循环的调整机制.     

从卫星红外亮温与大地热流的关系看地震前的热红外异常

一些强地震前地表可产生热异常是人们比较一致的认识,但能否用卫星遥感技术观测到地下热异常则存在很大的分歧.本文试图通过分析热红外亮温与大地热流值的关系,探讨利用卫星遥感技术观测地震热异常的可能性及其存在的一些问题.研究结果表明:（1）在绝大多数情况下,亮温随大地热流值的升高而升高,升高的速率平均为0.057℃/mW·m^-2.如果地震引起的大地热流异常为100 mW·m^-2,则有可能产生卫星红外平均亮温约5.7℃的异常.（2）不同地区亮温随大地热流值变化速率不同,即使地震前出现了卫星热红外亮温异常,但不同地区表现也是不同的.（3）在一些地区一些季节,亮温与大地热流值关系不明显,可能是亮温数据受气象因素干扰所致.这说明地震前的热红外亮温异常是复杂的,甚至有时是难于观测到的.     

A numerical model of spring thermal bar development and energy exchange between a water body and the atmosphere at night

A mathematical model is used to assess the effect of temperature and relative air humidity on variations of long-wave radiation flux and the fluxes of sensible and latent heat at the water body-atmosphere interface at night in the period of spring thermal bar development. The effect of those fluxes on variations of the heat storage of the water body, the position of the thermal bar, and the velocity of its motion at night is evaluated.     

夏季青藏高原地区近地层水汽进入平流层的特征分析

青藏高原为亚洲季风区的典型代表区域,研究其水汽进入平流层的过程和机理对认识全球气候和大气环境变化具有一定的现实意义. 本文基于中尺度气象模式(WRF)的模拟输出结果(2006年8月20日至8月26)驱动拉格朗日大气输送模式FLEXPART,通过追踪并解析气块的三维轨迹以及温度、湿度等相关物理量的相关变化特征,初步分析了夏季青藏高原地区近地层-对流层-平流层的水汽输送特征. 研究结果表明,源于高原地区近地层的水汽在进入平流层的过程中受南亚高压影响下的大尺度环流和中小尺度对流的共同影响.首先,在对流抬升作用下,气块在短时间内(24 h)可抬升到9~12 km的高度,然后在南亚高压闭合环流影响下,相当部分气块在反气旋的东南侧穿越对流层顶进入平流层中,并继续向低纬热带平流层输送,进而参与全球对流层-平流层的水汽循环过程. 在对流抬升高度上气块位置位于高原的西北侧,然而气块拉格朗日温度最小值主要分布于高原南侧,两个位置上气块的平均位温差值可达15~35 K,这种显著的温度差异将导致气块进入平流层时"脱水". 比较而言,夏季青藏高原地区近地层水汽进入平流层的多寡主要和大尺度汽流的垂直输送有关,而深对流的作用相对较弱.