NASDA地震遥感前沿项目综述报告

在神户地震灾难后,日本政府的原科学技术厅就提出了综合地震前沿研究项目。在这个项目的框架中,RIKEN和NASDA（National Space Development Agencyof Ja-pan,日本国家空间发展协会）两个所需要承担执行为期五年的在地震短临预报中应用电磁现象的可行性研究。从1996年以来,RIKEN研究组就一直从事地电流及其相关现象的研究。同时,在NASDA“地震遥感前沿项目”中,我们从总体上对地震地磁现象进行研究,研究范围不仅包括岩石圈,还包括大气层和电离层。经过五年的研究,发现地震的影响不仅表现在岩石圈（如：超低频（ULF）电磁辐射、声发射等）,还会表现在大气层和电离层（通过已有的发射信号）。最重要的是我们发现了以电离层下部（subionospheric）甚低频（（VLF）和低频（LF）信号传播为基础的地震-电离层扰动的确凿证据。我们已经开辟了一门新的具有挑战性的科学领域,“岩石圈-大气层．电离层的耦合”或“岩石圈-大气层．电离层耦合系统中的电磁学”。对三圈耦合的研究会对地震短临预报具有重要的科学意义。     

地震电离层异常电场模拟及初步研究

强地震会造成电离层电场发生异常变化.基于大气层-电离层电动力学理论对地震电离层异常电场开展数值模拟和研究,将理论推导出来的电离层异常电场方程扩展到球面坐标系中,并且考虑到电离层层电导率的各向异性,建立新的地震电离层异常电场模式.引进一个电离层层电导率经验公式(Nopper and Carovillano,1979),对中低纬度地震电离层异常电场特性进行数值模拟.模拟结果表明:附加电流引起电离层异常电场范围远大于自身在地表上的分布.且发生在低纬地区的异常电场主要成分是纬向电场,在东西两侧显偶极子分布.在额外电流分布相同的情况下,夜晚生成的异常电场更显著,存在昼夜差异.     

地震-电离层扰动探测技术的研究进展

回顾了地震-电离层扰动机理的研究进展和主要的数据观测方法,总结了地震电磁卫星观测电离层扰动的应用发展情况以及基于卫星测量数据对异常辐射源定位的研究进展,介绍了无线电探测方法的实验情况和数据分析方法,为未来中国探测电离层扰动进行短临地震预测工作提出了建议.     

汶川地震前ELF异常电磁辐射的波传播特性和极化特性分析

大地震前存在电磁前兆现象已经被许多文献所证实。这些现象大多出现在地震前几天至几小时的时间内,在近地表大气层、上大气层、电离层、甚至磁层都存在电磁前兆现象,这对于地震的短临预测工作非常重要。本文利用法国DEMETER卫星在电离层670km左右高度记录的ELF电场和磁场数据,     

大地电流与电离层负电异常预报地震的可能性

在地球及其电离层的静电理论的范畴内,能简单地解释一切跟地震有关的电气现象。电离层由于电子的康普顿散射通常是正电的,地球深部由于电子静电泵离电离层也是正电性的。这些电于形成约1800安的规则连续电流,而正离子必然是突发式流动而形成雷电、火山喷发以及某些类型的地震。地震的主要成因显然是构造应力的释放,但是地震目录中的某些地震可能是被静电爆发作用所触发的。这种地震具备下列两个必要条件:位于深处的正离子能贯穿高电阻的上地幔;在电离层中存在吸引正离子的局部负电异常。大气层电场和“地震—大地电流”的同步联测可能是预报地震的时间和地点的两单而又准确的方法。     

2000—2020年全球MW6.0以上地震发生前电离层异常统计分析

1 研究背景 地震过程并不只局限于岩石圈,也会透过电磁场效应作用于对流层、电离层乃至磁层,其中,电离层前兆异常的出现具有较为稳定的时间尺度,在地震预报研究中具有较高价值(Pulinets et al,2021).但是,由于地震的等级与类型、震源机制与深浅、孕震区地质结构与位置、地震发生时间及空间环境等因素的不同,导致震前电离层异常及岩石圈—大气层—电离层耦合的物理机制呈现多样性和复杂性,震前电离层异常的研究尚有诸多亟待深入研究及解决的问题.     

云南地区震前舒曼谐振异常初步分析

舒曼谐振异常现象与地震活动性有较好的相关性,舒曼谐振异常现象可能与地震电离层扰动有关,是岩石层-大气层-电离层耦合的重要体现之一.本文详细介绍了云南舒曼谐振地震前兆观测台的系统结构和仪器参数,以及统计分析和震例分析的结果.永胜台观测数据显示2011年3月10日云南盈江M5.8级地震震前3天By分量出现舒曼异常,2011年1月23日临沧东部M4.0级地震震前2天By分量出现舒曼异常;通海台观测的By分量频谱分析结果显示,2011年5月22日红河州M4.2级地震当日前3阶谐振频率对应谱密度出现强烈扰动.研究表明,舒曼谐振地震前兆监测是一种可行的监测手段.     

基于GPS和DEMETER卫星数据的地震电离层电子浓度异常变化研究

正地震电磁现象的观测与研究是认识地球内部物质特性、地震孕育发生过程以及空间信号传播和介质特性变化的重要途径。空间对地观测技术的发展,推动了地震电磁信号在大气层、电离层的传播与耦合机制的研究。从20世纪60年代发现美国阿拉斯加大地震震中区上空出现电离层异常扰动现象以来,有关地震空间电磁、电离层扰动的现象引起了广泛的关注,成为地震电磁学领域一个新的研究热点。研究表明,在地震孕育发生过程中,地下介质     

基于国家电波观测站网电离层垂测数据的地震电离层异常研究进展

地震电离层异常现象已被大量观测所证实,地震电离层异常的特征分析及其物理机理研究对开展地震监测意义重大.近年来,中国电波传播研究所利用国家电波观测站网长期积累的电离层垂测数据,开展了震例分析及其机理研究,初步获得了震前电离层的异常特征,并建立了岩石圈-大气层-电离层电场耦合物理模型.本文简要介绍了近年来我们在该领域的研究进展,并对该领域的发展方向提出建议.      

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。