由GPS探测的大地震前TEC异常扰动.pdf

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1、第39卷第2期全球定位系统Vo1．39。NO．22014年4月GNSSWorldofChinaApril，2014由GPS探测的大地震前TEC异常扰动李旺，郭金运。，于学敏，于红娟(1．山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266590；2．海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室，山东青岛266590)摘要：利用CODE根据IGS观测站的GPS资料解算的全球电离层TEC资料，分析了2008年5月12目的中国汶川8．0级地震和2Ol1年3月11日的日本9．0级地震，得到震中区域的电离层TEC时间序列，以27天为背景值用滑动四分

2、位法分析电离层异常，在考虑太阳及地磁活动的因素下，分析结果发现汶川地震和日本地震震前3天震中区域均有明显的正异常。研究表明：两次地震震中附近区域电离层均有明显异常，两次异常峰值点都不在震中正上方，而是位于震中靠近赤道方向，同时在赤道共轭区也存在异常，但是日本地震前异常区域范围和幅度明显大于汶川地震，这表明震前电离层异常扰动确实存在，且异常幅度和地震强度有关。关键词：汶川地震；日本地震；电离层；异常中图分类号：P228．4文献标志码：A文章编号：1008—9268(2014)02—0018一O81964年阿拉斯加大地震时发现有电离层扰动

3、现0引言象l5]，Liperovsky等对1985—1990年的地震研究地震是地壳快速释放能量过程中产生的震动，发现，太阳活动强烈的年份ES层扰动次数明显比常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、海啸、其他年份少，并且震前三天ES层扰动次数明显增滑坡等自然灾害，对人类生命财产安全造成严重的加，震级大于5．5的地震前有扰动现象的机率大于威胁。由于地震产生机制的复杂性，地震预报一直95l_6j。Liu等对1994—1999年间台湾地区M是全球性的难题，目前对于地震预报的研究仍处于6．O级以上的地震研究发现，震前1～6天，当地时探索阶段。研

4、究结果表明，地震不仅能对地球表面间12：00一l7：O0电离层fnF2相对其15天中值造成影响，而且能使大气及电离层产生异常口]。有较明显的下降，并将此现象作为地震前兆来预报随着卫星技术的日益成熟，利用高精度的电离层观地震]。进入新世纪后，随着卫星技术的发展，利测资料来进行震前电离层异常分析成为现实。用卫星数据进行地震监测成为主流，吴云等对亚洲目前研究结果表明：一般在震级大于5级的地三次大地震TEC变化的统计发现，临震前1O天震发生之前的几小时到几天之内，震中附近区域电内，孕震区域上空TEC均发现了明显的异常扰离层会有较为明显的扰动现

5、象_3]，因此利用电离层动口]，姚宜斌等对2010年全球7次M7．0以上地的异常变化来进行地震研究是一种有效的方法。震研究发现，7次地震中有5次发生了显著的电离然而影响电离层扰动的因素很多，比如太阳活动、层异常，并且震前电离层正负异常均有可能发生，地磁场的变化等都会使电离层产生扰动现象，正确对应的磁共轭区也有异常出现，但是概率和幅值均及时的把地震前兆信息从电离层扰动现象中提取低于震中附近区域]。Lin等运用非线性主成分出来是利用该方法的核心问题_4]，对此科研工作分析发现汶川地震前TEC异常扰动确实存在，者进行了大量的试验，Leona

6、rd和Barnes研究且峰值点在UTO2：00一uTO4：O0之间[103，收稿日期：2O13—12—16资助项目：国家自然科学基金(批准号：41374009；41274018)；国家973计划(编号：2013CB733302)；公益性行业科研专项(编号：201412001)；山东省自然科学基金(批准号：ZR2013DM009)联系人：李旺E—mail：417320550@qq．conl第2期李旺等：由GPS探测的大地震前TEC异常扰动19Tsugawa等对2011年3月11日东日本大地震研2汶川地震TEC异常扰动检测究发现震后几分钟

7、内，震区电离层有短时异常扰动，异常区域中心在震中东南170km处[1，Mul—北京时间2008年5月12日14时28分04layarov等对东日本大地震的研究表明震前3天确秒，我国四川省汶川县(31．O1。N，103．40。E)发生实有地震造成的异常扰动产生，同时震前12～14里氏8．0级地震，震源深度14km，是建国以来影天也有可能异常产生[1。以上大多研究单个地震响最大的地震，破坏力极大，直接严重受灾地区达前的TEC扰动，且其背景值的选取具有随意性，本1O万平方公里，造成严重的损失。震前数天，我国文利用CODE提供的TEC数据，分

8、析了同纬度带各地电离层观测站均探测到扰动现象。利用上2008年5月12日四川汶川地震和2011年3月CODE提供的格点数据文件，插值求出震中位置l1日日本大地震前TEC的变化情况，比较两次地(31．0。N，103．4。E