汶川8.0级和芦山7.0级地震前卫星热红外异常现象对比.pdf

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1、第2期(总第151期)四川地震No．22014年6月EARTHQUAKERESEARCHINSICHUANJun．2O14汶川8．O级和芦山7．0级地震前卫星热红外异常现象对比路茜，张铁宝，辛华，刘放(四川省地震局，四川成都610041)摘要：汶川地震和芦山地震都发生在龙门山断裂带，且只相隔5年。本文利用距平方法研究发现两次强震前卫星热红外均存在升温异常，为了找出两次地震前异常的异同及强震前的热红外异常规律，本文对两次地震前的热红外异常现象进行了比较。结果表明：两次地震前都存在中、长期异常，芦山地震前存在短期异常，而汶川地震前短期异常不突出，甚至震前半

2、年很平静；震前异常升温面积都很大，达到几十万km；异常优势分布区域并不在震中区域或发震断裂。关键词：汶川地震；芦山地震；热红外异常；距平中图分类号：P315．72文献标志码：A文章编号：1001—8115(2014)02—0038—05DOI：10．13716／j．cnki．1001—8l15．2014．02．0092008年5月1213位于龙门山断裂带的汶川发生了M8．0级地震，相隔5后的2013年4月2013，又在龙门山断裂带南端的芦山发生了M7．0级地震。两次大地震的发生造成了重大的人员伤亡和财产损失，同时也为强震前的前兆异常研究提供了宝贵的震例

3、。近年来，许多学者、专家研究发现，强震前的震区或相关地区会出现卫星热红外异常。本文研究小组也在地震预报研究实践中发现几次大地震前有不同程度的卫星热红外升温异常，其中包括了汶川8．O级地震和芦山7．0级地震。这是两个发生在相互联系的发震构造，却又相对独立的地震⋯，发震前的卫星热红外升温异常是否相似，其出现的时问，优势分布和演化过程有何不同，本文将作较为详尽的介绍。1数据概况及方法介绍四川MODIS接收站从2004年3月开始接收美国地球观测系统(EOS)Terra卫星搭载的MODIS遥感传感器数据资料。MODIS数据包含36个光谱通道，覆盖了可见光、近红外

4、、远红外在内的从0．4到141a,m范围的电磁波谱。其中有6个通道探测的物理量信息来自地球表面的辐射量l2j，分别是20通道、2l通道、22通道、23通道、31通道和32通道。刘放等在2010年MODIS亮温与气温及地温的相关性分析中的研究表明，20通道和2l通道与地温有较好的相关性，且2个通道的形态比较一致J。在此采用高频成分较少且数据较为稳定的21通道数据作分析。分析区域范围为2O。一40。N，90。一l1O。E，空间分辨率为1km。由于在该分析区域内，在汶川8．0级地震和芦山7．0级地震之间，还发生过2010年4月14日青海玉树7．1级地震(此处

5、指≥7级的地震)，为了排除期间所出现的异常与玉树地震关系的干扰，汶川8．0级地震异常分析的资料采用2004年3月至2008年6月；而芦山7．0级地震异常分析的资料采用2010年5月至2013年5月。所用数据在运算、分析之前均经过数据预处理。首先去除bow—tie效应，并根据1B数据自带的地理信息进行几何校正。然后利用普朗克公式将热红外通道辐射率转换为辐射亮度温度l4J。之后经过数据拼接置换、云检测使数据达到较高的晴空利用率，并去除云覆盖数据的干扰。热红外影像的异常提取是在正常背景场基础上进行的。首先对数据库中的空间数据进行背景场计算，即计算每年同一时间

6、段内各像元数据的历史均值。对于异常的提取，在此使用距平的方法J，计算每个像元同一时间段的均值与其历史背景场的差，从而得到空间上的距平。因为受到云覆盖数据的影响，使得每13收稿日期：2014—02—19作者简介：路茜(1982一)，女，四川成都人，工程师2014年6月路茜，等：t~JrI8．0级和芦山7．0级地震前卫星热红外异常现象对比·41·芦山地震前，即2010年5月至2013年4月间(如图2所示)，只有2010年5月、2011年9月及lO月、2012年5月、2013年3月及4月出现了6次大面积异常升温。其中，2010年5月，大面积异常升温区域位于境

7、外缅甸地区，面积约为30×10km。2011年9月，大面积异常升温区域位于青藏交界、川青藏交界地区，面积约40×10km。2011年10月，大面积异常升温区域位于拉萨地区和川藏交界地区，及青海中北部地区，面积约20×10km。2012年5月，大面积异常升温区域位于四川西部、川藏交界地区和川滇交界西侧地区，面积约35×10km。2013年3月，大面积异常升温区域位于龙门山断裂带以西的川西地区、青藏交界、整个青海以及甘肃大部分地区，面积约80×10km。2013年4月，大面积异常升温区域位于青海东部、甘肃中北部，面积约40×10km。就整个异常升温演化过程

8、来看，异常年频次没有增加、减少的迹象。2010年、2011年和2012年的异常升温区远离芦山地