卫星云图在地震短临预测中的使用及处理

利用卫星热红外异常进行地震短临预测是我国地震工作者开发研究的新方法。现已引起越来越多的国内外有关人士的关注和参与。在无地震监测卫星和接收处理系统情况下,如何利用已有的气象卫星来捕捉地震前兆,显示震兆异常及其时空规律,计算异常面积、实行地震预测,是新方法开发内容之一。     

卫星红外异常预测短临地震的系统研究Ⅰ——研究历史与可行性

卫星红外异常预测短临地震是我国科技工作首先开发研究试用的开创性新方法。简介了该方法的国内外研究现状;对我国震前增温异常反映地震的历史到运用卫星红外异常预测短临地震的开发研究过程进行了系统的回顾。从红外异常时空动态与地震活动的对应关系的统计分析,论证了红外异常预测短临地震新方法的科学性、普适性和可行性,并对相关的影响因素,如地形、地物、气象等的干扰和排除,进行了初步探索。     

卫星红外异常预测短临地震的系统研究Ⅱ——异常基本特征与预测基本思路

肯定了用卫星红外异常预测作短临地震新方法的可行性基础上,提出了地震主震前卫星红外异常与地面增温异常对应的规律,并发现有时震前出现线状云和“热通道”。总结了震兆红外异常的定性和半定量判据;红外异常预测地震的基本思路,并用它进行过多次较成功的预测。同时评述了10多年来该方法取得的试用效果。指出了尚存的问题和努力的方向。认为：该方法有广阔的开发应用前景,可望成为短临地震预报的新武器。     

热红外遥感在地震监测预测中的应用

卫星热红外遥感技术在地震监测预测中的应用已取得了一定实效,利用这一技术成功预报了一些地震,并对地震的前兆热信息进行了大量实验研究.热红外异常发生的机制主要为地球放气说和应力致热学说.通过分析和总结临震热异常特征,介绍了几种热异常提取方法和判定方法,表明随卫星遥感技术的进步和研究工作的深入,热红外遥感应能在地震监测预报中发挥重要作用.     

2016年10月6日台湾MS5.9级地震热红外异常研究

本文利用中国静止气象卫星FY-2E/G红外遥感资料,应用小波变换和相对功率谱法对2016年10月6日台湾MS 5.9级地震进行震例数据处理和分析.结果表明,震前热异常具有明显时空特征,2016年6月初震中以北区域出现热红外异常现象,并且异常区域随时间推移不断扩大,至7月1日天异常面积达到最大,随后逐渐收缩至消失,但随后在震中附近又开始出现热红外异常,该异常在8月5日异常值达到最大,随后逐渐消失.该次地震热红外异常特征显著,容易识别,可作为地震前兆异常信息之一,验证了卫星热红外异常在地震预判方面的作用,为今后卫星热红外在地震前兆识别中提供了震例素材和判定依据.     

台湾恒春地震前的卫星热红外异常特征及其机理

构造地震前卫星热红外异常是国际地震界与遥感界的共同研究热点。分析2006年12月26日台湾恒春7.2级地震前出现的卫星热红外异常现象,其特征表现为:震前6d在菲律宾东部太平洋海域出现片状热异常,并不断向西迁移;震前2d到达菲律宾;之后沿马尼拉海沟转为北上,并由远到近、逐渐向震中迁移,同时异常的强度及范围逐渐扩大;临震前1d达到高峰,升温幅度约10℃。结合该震区构造背景,对此次卫星热红外异常与构造活动的关系进行了分析,表明震前红外异常的出现及其时空演化受构造活动控制显著。利用已有遥感-岩石力学基础实验结果,对震前红外异常的产生机制进行了讨论,提出震前构造应力场的迁移与集中活动所激发与加剧的应力热与地热的传递,及其与孕震区温室效应的叠加,是此次地震卫星热红外异常产生的主要机理。     

临震卫星热红外异常的机理分析

围绕卫星红外异常预测地震方法的理论基础——临震红外异常的成因机制问题,简介前人基于实验的各种假说;结合红外遥感和地面观测实际进行验证和评述;从红外遥感理论依据——斯忒藩-玻耳兹曼定律出发加以分析,针对临震热红外异常出现时间的短暂性、范围的区域性、增幅的显著性等特点加以具体运用,从理论和实践的结合上,对红外异常的机理和红外遥感地震的方法,进行评述和展望。     

文安地震前卫星热红外亮温变化

利用MODIS卫星热红外数据和静止卫星热红外遥感亮温资料,对2006年河北文安5.1级地震进行时间特征和空间特征两种异常分析方法。研究表明,地震前一个月左右,透热指数和异常比值同时出现高值异常,而地表的亮温增温异常区与未来发生的地震震中较为接近。     

汶川地震前卫星热红外异常与云异常现象

对汶川Ms8.0级地震发生前20d内的卫星热红外图像和电视云图进行对比分析发现:震前20～8d,青藏高原东缘出现了源于印度板块、紧邻汶川的北东向近3000km长的条带状高温异常;震前5～1h,电视云图显示震中龙门山断裂带及青藏高原东昆仑断裂带上方分别出现了线性云,汶川正好位于两者的延伸交叉位置。结合印度板块和亚洲板块的相互作用和区域构造运动过程,从地球物理的角度讨论了此次卫星热红外图像异常和云图异常的原因,希望能对地震遥感监测预报和汶川地震的前兆性研究提供参考。     

地震云预测地震续探

概述了地震云预测地震的历史;简介了国内外主要地震工作者关于地震云的识别标志、时空动态与地震三要素关系的论述及其实际预测效果;剖析了地震云的形成机制;列举了作者用其预测的几个震例;最后对其作了评价和结论,认为:震前地震云和红外增温异常是地震构造加剧活动派生的同源异象的气象效应。两者结合利于互相补充、验证,前者出现时间早些,可达3个多月,后者一般10多天。可形成地震地质为基础,长、中、短、临一体化的卫星预测地震系统。     

2018年四川兴文5.7级地震及西昌5.1级地震震前红外前兆异常追踪

本文回顾和分析了2018年12月16日四川兴文5.7级地震及10月31日西昌5.1级地震前热红外异常的发现和追踪过程,详细叙述了两次地震的亮温资料在震前表现出的同一区域性热异常,以及各个时段的不同表现特征;并根据表现特征对热异常的追踪过程划分出4个阶段,分别为识别阶段、预判定阶段、追踪和逼近阶段及验证阶段,各阶段所关注的异常形态及转折信号可为地震预判提供较为明确的指示信息。另外,本文还对该手段的预测效能和技术问题进行了简单的说明和讨论。     

高天有他明亮的眼睛——强祖基和“卫星遥感预报地震”技术

知识分子,特别是不少学有专长的学者、专家都有一种共识:把自己掌握的科研成果奉献给社会,对人类的幸福做出贡献,乃是生活中最大的幸福。在"利用卫星热红外异常作地震预报"方面取得巨大成就的地震科学专家强祖     

基于背景场的地震亮温异常时空演变分析——以2014年新疆于田Ms7.3级地震为例

本文处理了新疆地区2010~2014年的FY-2E卫星热红外亮温数据,基于构建的亮温背景场资料,对2014年2月12日新疆于田Ms7.3级地震前地表红外亮温的时空分布和演变特征进行了分析。研究发现震前亮温异常主要呈条带状分布于塔里木盆地西南缘和东南缘地区,其位置和走向均与于田地震所处断裂带相吻合;异常出现在2014年1月27日(地震前16天),一直持续到2月2日(地震前10天),之后迅速消失;亮温异常十分明显,异常出现时亮温均值相比背景值增幅达8K～10K,异常值增幅可达20K以上。此次亮温异常现象在时空演变的各个方面均与于田地震具有很好的相关性,亮温背景场资料对于地震异常提取具有一定参考价值。     

汶川地震沙层应变的短临前兆

应用北京昌平及西集沙层应力仪观测资料,根据该仪器以往３０ 年所观测到的地震震例以及２００４年１２ 月２６ 日印尼８．７ 级地震的前兆特征;沙层应力仪记录的汶川８．０ 级地震短临前兆过程,符合沙层应力仪多年监测实践总结出来的孕震物理模型,尤其是２００８ 年３ 月开始出现的短临异常时间与形态的阶段性变化,临震异常特征明显,与卫星热红外等其他观测项目具有很好的时间同步性,属于汶川８．０ 级地震大尺度前兆异常。     

太阳同步卫星在轨运行温度预测

太阳同步卫星是一种常见的卫星，对它进行实时的温度预测具有极重要的作用。文章在分析了卫星轨道外热流和平均温度的周期分布后，对其温度进行了实时预测。由于采用相邻的两圈预测下一圈的温度分布，因此可以作为卫星热故障诊断的依据，避免了误差的积累。通过飞行试验，证明该方法具有很强的可信度。     

论地温观测网与卫星热红外遥感的观测系统

在诸多的地震前兆信息中,震前地温突升是较容易捕捉到的前兆信息之一。依据震前有关地温突升的一些观测事实和卫星热红外遥感能够探测到大震前有热红外异常现象的一些事实研究以及有地温突升就必然就伴有地热释放的理念,因而提出了要着手组建地温观测网和与卫星热红外遥感相融合的新型立体化地热观测系统的设想。为了进一步证实这种融合过程的真实性和可信度,本文使用唐山震例的实测资料,做出了简单的模拟演示。     

地表温度异常机理及热红外遥感监测——以河南焦作煤层气富集区为例

在地表能量辐射平衡理论分析的基础上,从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率等方面分析了地下热传导,探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因。选择河南焦作煤层气富集区作为热红外遥感监测靶区,运用ASTER热红外遥感数据进行温度反演。首先利用大气辐射传输模型MODTRAN 4进行大气校正获得大气透过率,然后根据NDVI计算地表比辐射率,最后采用分裂窗简化算法反演地表温度。结果表明:研究区温度反演最低为296.62K,最高为302.67K,部分研究区呈现显著温度异常。通过分析该区域温度异常的不同原因,注意到富含煤层气对应的靶区呈现温度异常,根据地下热传导机理,据此推断该靶区温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致,该结论仍需要应用其他手段进一步验证。     

环境减灾卫星热红外数据的地表温度反演及LST分布分析——以北京市城八区为例

环境减灾卫星是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,本文基于该卫星热红外数据,采用Jimenez-Munoz和JoseA.Sobrino提出的普适性单通道算法,反演2009年7月2日北京市区的地表温度,并将反演结果和当天的MODIS地表温度产品进行比较,初步认为HJ-1B热红外数据地表温度反演结果较好.最后依据反演得到的地表温度分布图,以及实测气温数据对北京市区的地表温度空间分布进行了简单分析,不同的地表类型温度相差较大,部分受水体、植被影响的区域也呈现低温区,市区建筑密集区属于高温区,机场温度明显高于周围区域,气温与地温呈现相同的趋势.     

地表温度异常机理及热红外遥感监测——以河南焦作煤层气富集区为例

在地表能量辐射平衡理论分析的基础上,从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率等方面分析了地下热传导,探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因.选择河南焦作煤层气富集区作为热红外遥感监测靶区,运用ASTER热红外遥感数据进行温度反演.首先利用大气辐射传输模型MODTRAN 4进行大气校正获得大气透过率,然后根据NDVI计算地表比辐射率,最后采用分裂窗简化算法反演地表温度.结果表明: 研究区温度反演最低为296.62K,最高为302.67K,部分研究区呈现显著温度异常.通过分析该区域温度异常的不同原因,注意到富含煤层气对应的靶区呈现温度异常,根据地下热传导机理,据此推断该靶区温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致,该结论仍需要应用其他手段进一步验证.     

1998年张北地震前的大气增温异常

 地震前的热异常已有许多研究,大多研究得出的异常区域面积过大或者远离震中以至于难以判断震中。用温度相减法研究张北地震前的温度变化,发现震前13天张北附近出现了孤立的增温区,张北站增温5.8℃,是当天整个中国东部地区的最大增温值。增温区长轴为北东向,区内分布有北东向尚义-多伦断裂。震前1天沿北西向张北—渤海断裂带张北的增温也达到最大值,张北地震即发生在这两组断裂汇而不交的部位。将增温区中心预测为震中,误差大概为80km,这一数值结果比目前大多数热异常的研究结果好,显示出气象数据在地震研究中有一定应用价值。同时,气象数据的观测和加工有全国统一的规范,处理起来简单方便,本文提出的温度相减法,简便易行,由于使用的是温度的相对变化,避免了各地小气候不同导致的温度差异。如果结合地震台网观测数据,在地震预测研究中能发挥更好的效果。