基于多源遥感数据地震前热异常分析

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 研究的技术路线
• 第二章 地震热红外遥感基础与机理探索
• 2.1 热红外遥感概述
• 2.2 热辐射物理基础
• 2.2.1 热辐射的特点
• 2.2.2 热辐射基本定律
• 2.2.3 地物热红外的影响因素
• 2.3 地震热红外异常机理
• 第三章 数据及处理方法
• 3.1 数据
• 3.1.1 长波辐射数据
• 3.1.2 NCEP-FNL数据
• 3.2 计算原理与方法
• 3.2.1 物理原理
• 3.2.2 数据处理流程
• 3.3 数据处理
• 3.3.1 GRADS软件介绍
• 3.3.2 处理数据方法
• 3.3.3 利用GRADS软件进行数据处理
• 第四章 震前热异常实验及分析
• 4.1 2010年台湾花莲地震前温度异常
• 4.2 2008年于田地震前热异常
• 4.2.1 利用OLR数据分析于田地震前热异常
• 4.2.2 利用NCEP数据分析于田地震热异常
• 4.3 云南普洱地震OLR异常分析
• 4.4 地面实测温度异常
• 第五章 主要结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢