卫星中波红外遥感资料在地震预测中的应用研究

摘要

随着卫星遥感的发展，其资料在地震预测方面的应用已取得一些成果，多以卫星热红外与长波辐射资料为主，中波红外（3~5μm）资料在地震中的应用研究尚处初始阶段。本文正以中国静止气象卫星中波红外资料为数据源，应用小波变换和功率谱估计法，研究了无强震参照区2006年1月~2015年12月的中波红外相对功率谱变化特征；同时结合2006年1月~2016年1月中国大陆共28个6.0级以上强震(不含强余震)，总结了强震前后的中波红外相对功率谱异常变化特征；在此基础上对比分析了强震与无强震参照区的中波红外热辐射现象，中波红外与热红外、长波辐射相对功率谱异常现象之间的差异和联系。通过研究分析得出以下认识与结论：
　　1、28个震例中有25个显示有不同程度中波红外热异常信息，其中17个地震异常在各项异常特征方面表现相对突出。
　　2、地震中波红外相对功率谱异常特征主要表现在以下几个方面。第一，功率谱幅值大于2倍的持续时间：最大为100天，最小为13天，大部分介于25~70天。第二，峰值倍数：最大峰值为20，最小为5，大部分介于8~14之间。第三，峰值与地震发生相距天数：峰值大部分出现在震前，最大为震前85天，最小为发震当天，大部分为几天到60天。第四，最大面积：从几千到几十万km2，最大为52万km2，最小为2千km2，大多为几万到十几万km2。第五，形态分布：异常大多呈片状，亦有带状，震中或被异常包围，或处在其边缘，部分异常离震中相对远一些。第六，区域时序曲线偏离其背景值及标准差的异常：在地震前后，区域时序曲线更加偏离其背景值与标准差时序曲线，特别是地震功率谱峰值出现时，偏离程度也最大。这些异常特征可从时间和空间上为地震预测提供依据，具有短临地震预测意义，可为地震重点危险区的震情跟踪工作提供参考。
　　3、无强震参照区仅有31个月份（共120个月份）有异常，异常大多零星地分布在参照区内周边或某一个角。与强震中波红外异常进行对比分析，发现无强震参照区异常面积相对较小、分布不够集中。无强震参照区时序曲线峰值主要为6~8倍，有12个异常（共19个）功率谱幅值大于2倍的持续天数小于25天，与强震异常时序曲线峰值、大于平均值2倍的持续天数对比鲜明，无强震参照区异常幅值相对更低，持续时间更短。
　　4、通过对比分析中波红外与热红外、长波辐射资料所表现出的相对功率谱异常，结果发现：同一震例各种资料对应的优势频率几乎是一致的。中波红外资料在异常幅度方面具有优势；热红外资料所显示的地震异常范围较大，但幅度相对较小；长波辐射资料亦显示出了地震异常，其持续时间相对更长。同一震例，不同资料异常在演变形态及空间展布方面具有高度相似性。

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第一章 引言

1.1 卫星红外遥感资料用于研究地震的起始与进展

1.2 选题依据及拟解决的科学问题

1.3 研究内容及思路

第二章 红外热辐射理论

2.1 热辐射理论[45-47]

2.2 红外遥感[45-47]

第三章 卫星中波红外资料处理方法

3.1 亮温计算

3.2 数据简介

3.3 小波变换

3.4 功率谱估计

第四章 地震中波红外异常特征研究

4.1 无强震参照区的中波红外热辐射现象

4.2结合震例研究地震中波红外相对功率谱异常特征

4.3 地震中波红外异常特征总结

4.4强震与无强震中波红外热辐射现象对比分析及影响因素探讨

第五章 各波段资料地震异常对比分析讨论及应用

5.1中波红外与热红外、长波辐射资料震例对比分析

5.2 各波段资料在地震预测应用中的特点及差异性讨论

5.3红外遥感资料应用于地震预测的实践

第六章 结论与讨论

6.1 认识与结论

6.2 讨论

参考文献

致谢

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