地球长波辐射 (OLR)遥感与重大自然灾害预测

针对目前重大自然灾害 (如地震、洪水泛滥、火山喷发等 )还难能作出短期预测预警的现实状况 ,文中提出利用极轨卫星遥感所监测的“地气”系统射出长波辐射 (即OLR)信息 ,是可能攻克这一难关的突破口。文中不仅详细介绍了有关OLR数据的产出原理及其载荷卫星 (NOAA)运行的主要参数 ,而且还结合近年来发生的重大自然灾害实例 ,利用笔者研究的应用OLR提取灾前预测信息的3种方法 ,客观地给出了OLR时空变化图像。结果显示 ,在重大自然灾害事件发生前 ,在未来可能发生重灾的区域及其附近 ,OLR呈现出比周围区域更显著的辐射增强变化特征。这一特征的揭示 ,为利用卫星遥感技术预测未来可能发灾区域及时作出短期预测预警提供了一种新的途径。文末对目前有关强震前热红外异常成因的两种看法做了综合介绍和简要评述。     

地震趋势预测的一种新模型研究

 本文根据自激励门限自回归模型原理,对多年的地震活动形势进行了分析,建立了用于地震大形势分析的客观化数值预测模式-在线预测模型。根据1980年以来中国大陆实际发生的地震资料对这一模型的可靠性进行了检验。统计结果表明,利用在线预测模型在对未来地震趋势进行预测时,其年度形势特征量的最大误差为0.3,平均误差为0.12;因此该模型能够比较客观地反映地震形势变化的自然特征及规律,较好的预测未来的地震活动趋势。这一模型的建立为促进地震趋势向客观化、定量化预测方向发展,提供了一种科学途径     

2014年2月12日新疆于田MS7.3地震热红外亮温异常分析

为了分析2014年2月12日新疆于田MS7.3地震的热红外亮温异常,收集了以震中为中心30o～45oN 、70o～95oE范围内由中国静止气象卫星FY-2E观测的亮温资料,资料时间段为2012年5月1日～2014年4月30日。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过程。分析结果显示,从2013年10月开始相对能谱在震中附近出现异常,随后异常逐渐扩大并向阿尔金断裂带和西昆仑断裂带东段区域扩展。从同年11月开始塔里木盆地西缘的中天山、南天山和西昆仑区域断裂带西段开始出现异常,之后异常区域进一步扩大并向断裂带迁移,最终形成沿塔里木盆地周围断裂带分布的带状异常区域。异常在2013年12月下旬和2014年1月上旬达到峰值,随着地震的临近,异常区域开始减小,异常幅度也开始减弱,至地震发生时震中区附近异常已经消失,但在阿尔金断裂和中天山区域异常仍存在。于田地震发生后异常迅速衰减,2014年2月下旬异常基本消失。     

2010年新西兰M7.1地震前的长波辐射变化特征

以2001—2011年美国NOAA长波辐射数据为背景数据,利用涡度背景场法研究2010年9月3日新西兰南岛M7.1级地震前后卫星长波辐射数据变化特征。结果表明,地震当月在震中西南侧出现显著的长波辐射异常变化,这种变化在全年各月及2001—2011年11年历年同月变化中都是最为显著的,认为其是本次地震的1次映震表现。用同样方法对区内2001—2011年11年间发生6次7.0级以上地震的长波辐射数据进行分析,结果在3次陆地地震发震前都检测到了长波辐射异常变化,而海域地震前则未发现这种现象。检索前人的相关研究结果,发现仅有2次海域地震(2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊西北海域8.7级地震和2010年1月12日海地7.0级地震)前有长波辐射异常变化的报道,而根据全球云量分布资料显示,这2个地震所发生的区域是全球洋面云量分布最少的2个区域,而新西兰地震发生的区域位于全球洋面云量分布最多的区域。因此,认为由于水汽和云层对地表红外辐射的强吸收作用,长波辐射捕捉陆地地震红外辐射异常变化更加灵敏,对陆地地震的映震效能要强于海洋地震。     

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前热红外亮温异常分析

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生了MS7.0地震,造成196人遇难、23人失踪和上万人受伤的重大灾难。为了分析芦山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98°~108°E、25°~35°N范围内,2011年4月20日至2013年4月19日为期2年,由静止气象卫星FY-2E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、空演化过程。结果显示,从1月中旬起,在龙门山断裂带中段开始出现异常,随后异常沿着龙门山断裂逐渐向SW扩展;从3月上旬起,鲜水河断裂带也开始出现异常,之后异常聚集在龙门山断裂和鲜水河断裂的交会区域,在3月下旬异常区域和异常幅度达到最大。随着地震的临近,异常幅度和空间区域逐渐减小,直至4月19日异常还在持续中,地震发生在异常区域的东南边缘。因此认为,热红外异常可能与芦山地震是有关联的。     

小波极大值法在长波辐射地震异常信息提取中的应用

小波方法作为近年来兴起的一种数据挖掘方法已经应用于地震科学的研究领域.本文介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射值中的地震异常信息,即利用连续小波变换方法计算小波极大值,依据长波辐射在时间、空间上的连续性得出研究区的小波极大值分布,通过分析图中小波极大值的分布形态来识别地震异常,并以汶川地震为例介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射中的地震异常.     

与2008年几个6.5级以上地震有关的长波辐射异常

应用美国国家海洋大气局(NOAA)提供的长波辐射产品OLR,对2008年发生在我国西藏仲巴6.8级强震、四川汶川8.0级特大地震和新疆于田7.3级大震进行了研究,发现这些地震在发震前一段时间内均出现不同程度的OLR异常.     

华南地区地震活动特征与台湾强震影响

以M_S5.5以上地震是否发生为标记, 划分华南地区的活跃和平静时段, 结果显示与华南地区2级以上地震频次的应力调制时间过程变化趋势有很好的一致性。 另外, 在活跃和平静时段华南地区的震级频次特点显著不同。 华南地区在中强震发生前有4级左右地震频繁活动和小震群频发的特点。 华南地区的中强震与云南地区7级地震的发生相关。 统计20世纪以来台湾强震与华南中强震的对应关系, 台湾西带6级强震后1年内华南中强震的对应率近0.5, 地区影响似有由东至西逐渐减弱的趋势。 台湾7级地震后2年内华南中强震的对应率只有0.3, 对应地区除台湾海峡、 福建和广东东部地震外, 也有几次对应广西和北部湾地区的地震, 与6级相比, 台湾7级强震影响范围大。     

文安地震前华北区域长波辐射场的异常特征分析

利用NOAA/IR极轨卫星所获取并发布的热红外长波辐射(OLR)月平均网格数据信息(空间分辨率为2.5°×2.5°),采用涡度处理方法,在对华北地区OLR多年背景场分布特征分析的基础上,详细研究了2006年7月4日河北文安5.1级地震前华北地区OLR的短期异常演化特征。结果显示,华北地区OLR正常背景场变化较为平稳,但在文安地震之前这种平稳均一的分布格局发生了变化,主要表现为在地震发生之前2个月,在震中附近出现了OLR的显著增强异常现象。结合以往开展的大量的震例分析结果,显示出这种震前的异常演化特征具有广泛的普适性。这一认识的取得对于开展华北地区地震短临预报应用研究具有一定的现实意义。