岩石红外比辐射率简易测定方法及意义

利用地表辐射 (亮温 )求取地面温度需要通过岩石比辐射率进行换算。地球上的岩石千差万别 ,即使岩石学上分类一致的岩石 ,比辐射率也可以显著不同 ,需要大量的比辐射率时 ,现有测量方法显得过于复杂或环境要求过高 ,发展简便的比辐射率测量方法十分必要。实际上 ,在室温情况下 ,比辐射率为常数 ,可以通过测量一系列的温度和相应的辐射值 ,仪器本身的辐射和环境辐射可直接当作未知量参加反演 ,最终利用最小二乘法拟合获得比辐射率 ,大大降低了测量的难度。文中测量了1 6种岩石标本的比辐射率 ,方差一般保持在 0 .0 1左右 ,大多数 <0 .0 1 ;线性拟合的相关系数均 >0 99     

中国大陆地表温度年变基准场研究

非构造活动或非地震因素对地表热辐射场（地表温度）的影响,对于利用卫星热红外遥感探索地震前兆抑或断层活动有着重要的现实意义.地表温度中,典型非构造活动或非地震因素成份有：由太阳辐射引起的稳定年周期成份和与地形、纬度及能量平衡等因素有关的长期稳定成份,合称年变基准场.本文根据2000～2008年的MODIS/Terra地表温度产品,利用小波分析提取了中国大陆地表温度的年变基准场.在此基础上,结合热传导方程和数学物理方法,获得了年变基准场的（半）定量化表达式.进一步, 利用地表温度的长期稳定成份,获得了温度与海拔、纬度变化之间的定量关系：海拔每增加100 m,温度降低0.51±0.01 K; 纬度每增加1°,温度降低0.77±0.08 K.总之,年变基准场可为利用热红外辐射提取地壳活动信息提供一种参考背景, 温度与海拔、纬度变化之间的定量关系则可用来校正地形起伏和纬度变化对地表温度的影响.     

地表岩石变形引起热红外辐射的实验研究

对地表常见的 5种岩石样品和应力变温特性进行了详细研究。实验结果与理论分析表明 ,岩石弹性变形的压力温度关系均表现为加压升温 ,减压降温 ,同经典热力学理论完全一致。在常温常压的地表环境下 ,开放观测系统记录到的岩石材料弹性变形所引起的最高温升在 0 .2K左右 ,升温率一般在 3mK/MPa左右。破裂或摩擦瞬间岩石有显著升温 ,温度变化量从几至十几摄氏度不等。弹性变形导致的温度变化量极其微小 ,不但远远小于气候影响的幅度 ,而且超出了卫星红外的直接探测能力。因此 ,需要探索新的红外图像分析方法 ,考察其它的热异常物理机制     

含V形构造花岗岩块体破坏过程中的声发射特征

试样采用 2 0 0mm× 2 0 0mm× 15mm云南大理产粗粒花岗岩 ,其上切割出雁列式断层组成的V形块体边界 ,切缝以石膏填充。按构造特征 ,把样品分为几个区 ,其中A区为断层交汇区 ;B区为左行左列岩桥区 ;C区为右行左列岩桥区。采用双轴加压。文中详细讨论了岩样受压破坏过程中的声发射特征。微破裂定位表明 ,声发射有区域群发性和成群的迁移性。微破裂从A区向B区迁移最后到C区。在迁移初期 ,声发射在原发生地与迁移地两处交替发生。相对较大的声发射 ,每个时期每个区域均有发生 ,但C区即最后发生地相对集中 ,该处岩桥区断裂后试样崩溃。定点应变结果也出现了 3次突跳 ,与声发射A ,B ,C区的声发射移动特征相吻合。用“累计频度 -能级”关系对局部b值的分析显示 :主破裂前 ,C区b值明显减小。从构造特征上看 ,三区为不同构造的相交处 ,为事件发生敏感地段 ,这就导致了不同的破裂顺序 ,甚至产生不同的破裂前兆现象     

基于MODIS影像的夜间云检测算法研究

在以往云检测算法的基础上,利用MODIS传感器高光谱和高时间分辨率的特点,建立一套针对MODIS夜间影像的,以单、多时相组合方法为基础的夜间云检测算法.通过对我国南北地震构造带(南北带)影像进行云检测试验证实,该算法对MODIS夜间影像上的各种云类具有较好的检测效果.     

热测应力的技术基础:高精度多通道低功耗温度测量系统

近年来的实验和野外观测证实可通过基岩温度测量来获得地壳应力状态变化,称为热测应力。高精度的温度观测系统是热测应力的关键技术。经过多年研制,前后经历了多期修改,目前已较完善。核心技术指标包括:1)温度测量系统的精度优于1.0m K;在99.5%的置信水平上,精度达到了0.5m K。相当于可以测量到几个或零点几个MPa量级的地壳应力变化。其中,采样周期远程可调,实际中采样周期通常设为5min,或15min。2)通道数:单台可达20个通道。目前常用8或12通道。3)实现低功耗:采用铅酸电池供电,120Ah12V铅酸电池,对于8个通道深度为20m的地温观测台,可连续供电≥2a。总之,高精度多通道低功耗温度测量系统的研发成功,尤其低功耗设计的实际效果显著,极大地降低了后期维护成本。这对于利用基岩温度观测地壳应力变化提供了1个良好的技术基础。     

从红外遥感图像提取地下热信息的透热指数法

红外遥感影像主要反映的是地表温度。然而气象因素对地表温度的影响远大于来源于地下的地质因素 ,可能存在的地下热异常信号淹没在气象信息之中。如何从中提取地下热信息 ,成为一个关键问题。文中由热传导理论出发 ,根据地下热信号通过不同热扩散率材料传到地表时将产生较大时间差的特点 ,提出了提取地下热异常的新指标“透热指数”。通过对实验数据和遥感数据的试算 ,分析了使用“透热指数”法的条件及影响因素     

突出地表热辐射场中现今构造活动信息的均值梯度法

利用热辐射探索构造活动具有“强背景,弱信息”的特点。地表辐射的探测精度与构造活动引起的辐射增强同属一个量级,有效信息可能被淹没于反演误差之中。并且,获得足够的精度后如何突出构造活动信息也是难点。为了解决上述问题,文中提出一种新方法——均值梯度法。其基本特点是,首先利用长时间数据进行平均,以损失一定的时间信息为代价获取更高的数据精度。然后根据大气和构造活动对地表热辐射影响的不同,利用热辐射梯度突出正在活动之断裂带的空间展布。分析表明,该方法可为利用热辐射探测现今构造活动的时空变化提供一些信息,同时也可为地震危险区划提供帮助     

Application of caustic method to determining stress intensity factor of compressive shear crack

Introduction The caustics method has been introduced into seismology in recent years and preliminary in- vestigation indicates that it is effective to study the compressive stress (strain) of transparent sam- ples such as plexiglass (XU et al, 2001, 2002; Xu et al, 2000, 2002; XIONG et al, 2000, 2002). Especially, as a seismological concept, earthquake nuclei, becomes clearer according to the caustic shadow, which combines plastic area, nucleation area and crack concentration area together …     

含多组雁列构造试样的特征位移场与声发射的关系-应变空区的实验与理论探讨

针对唐山等大地震前出现的形变空区现象，依据实验和理论对应变空区进行了探讨． 实验过程中采用焦散线法、实时全息干涉计量方法(激光)图像摄影记录，同时进行微破裂(声发射)记录．依据固体损伤理论，结合微破裂定位对应变空区进行研究，得出两点结论:①应变空区在线弹性情况下出现是一种必然现象，且应变空区的位置相对稳定，与裂纹端部的应力集中相对应；②应变空区内几乎不发生微破裂．微破裂总是从高应力区产生，且几乎就发生在应力集中区与应变空区相联的条带内，最终表现为微破裂(声发射)的带状或成丛分布．主破裂总是从应变核(焦散阴影区)开始，然后向应变空区急剧发展，形成主大破裂，最终导致试样崩溃．