基于多源遥感数据地震前热异常分析

摘要

地震前出现热异常的现象，早已被国内外所关注。随着卫星遥感技术的发展，通过分析卫星数据能够在短时间内获取覆盖全球的地表信息，使得利用热红外遥感探测地球表面大面积的温度场分布，捕获震前热异常成为可能。本论文首先对国内外地震前热异常研究的现状进行了总结；然后介绍了地震热红外遥感的物理基础，并梳理了相关的机理解释；进而在前人研究的基础上，综合利用NCEP-FNL同化资料、NOAA卫星的射出长波辐射产品以及地面气象站的温度数据，分析了三个地震前的遥感热异常特征，得到一些有意义的结论；最后，探索了地震遥感热异常的规律性特征，并讨论了下一步的工作方向。
　　 本文主要研究内容及成果总结如下：
　　 1.利用NCEP-FNL资料的温度数据，分析了2010年台湾花莲地震前温度异常的时空演变特征。结果表明，地震前第5天，在震中的西北方向(即板块运动前端)出现增温现象，然后温度异常逐渐向震中方向移动，构造活动区的温度异常面积扩至最大；随后，该异常主要被控制在冲绳海槽和琉球海沟之间的地区。地震前2天，该异常逐渐消失。
　　 2.利用NOAA卫星的射出长波辐射资料，分析了2008年新疆于田地震前OLR时序变化及其空间演化特征。结果表明，震前异常增温呈现起始-加强-高峰-衰减-平静-再发震的过程，地震不是发生在长波辐射异常达到高峰时，而是发生在长波辐射异常已经平静的一个月后。此分析结果与利用NCEP-FNL资料的温度数据的分析结果基本一致。
　　 3.利用NOAA卫星的射出长波辐射资料，分析了2007年云南普洱地震前OLR时序变化及其空间演化特征。结果表明，普洱地震震前OLR序列存在明显的异常前兆，异常呈现起始-衰减-加强-高峰-平静-加强-再发震的过程，热异常区域沿断裂带逐渐向震中附近移动。此与震中附近地面气象站的温度变化情况基本一致。
　　 4.对比分析了三次地震前热异常的共性特征与差异，探索了地震前热异常的规律性特征。结果表明，利用NCEP-FNL资料的温度数据以及长波辐射数据，可以有效提取出与构造活动及地震相关的热异常信息；一般在发震前约40天之内出现热异常现象，异常呈现起始-衰减-加强-高峰-平静-加强-再发震的过程，热异常区域的空间分布跟该地区的构造有关，大多沿断裂带向震中逐渐迁移，具有较好的映震效应。