气象卫星热红外图像的地震监测应用
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发布时间：2022-04-21 02:57
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时间：2022-06-17 15:02
长期以来,遥感在地震研究中的作用主要是间接的地震地质背景的宏观定性分析,而在每一次特定地震的预报中,尚未能发挥重要的作用。强祖基等(1991)、赁常荣等(1992)发现许多强震震前及震后若干天内出现的地表增温异常迹象在NOAA等气象卫星的热红外图像上,通过图像处理可以很好地被检测出来。
例如,1990年2月9日17:57Z(世界时,下同)江苏常熟发生的5.1级地震,早在2月1日(震前8天)05:07Z的黄海海区NOAA四通道(热红外)的伪彩色图像(图版10)上即已发现,35°N附近,121°-122°E之间清晰可见有一个呈孤立块状的海面温度异常增温区(图中呈褐色者),比外围边缘的海区温度高出约3-5℃,面积约5万平方公里。之后,异常区不断南移,面积也不断扩大,及至8日20:32Z的热红外图像,增温区已移到长江口外海和杭州湾东侧海面,面积已达15万多平方公里。次日便在紧靠黄海不远的常熟东面发生了这次地震。从气象观测资料中也发现,90年2月上旬距震中400km内的各大气象台站测到的日平均气温都呈持续稳定的上升趋势,并影响波及到5.5km高空的大气层。过程增温达9—12℃,平均每天增温1℃或更多,临震前一天增温达2-5℃。这种突发性的增温现象,平时是没有的,如在无震的1989年,同期各台站的日平均气温则呈上下波动,而非稳定型增温。我国地震工作者根据NOAA气象卫星热红外图像上捕捉、监测到的这一异常增温迹象,在2月6日(震前3天)即发出在南黄海、苏北沿海将发生5-6级地震的预报,结果获得了成功。
又如,1990年6月14日中苏边境斋桑泊7.3级地震,震前7天的NOAA热红外图像上,从震中区南部沿斋桑泊NWW方向出现长1600km、宽约200km的热异常区;震后,6月17日的NOAA图像上局部地点仍维持一定的增温(如木斯套山区有4℃的异常);1990年9月28日该区中国一侧发生的5.4级强余震,震前3天也发现斋桑泊两侧沿NWW方向出现宽约200km、似纺锤状的地温异常区。类似的震前“岛状”地温增温异常也在1991年3月26日山西大同地区5.8级地震及其他许多地震期间的NOAA热红外图像上被监测到。
气象卫星的热红外图像是地表温度场(热辐射强度)的实况记录。目前由NOAA热红外通道的数据反算地面温度,在方法上已比较成熟,大致可达到海洋0.5℃、陆地1℃的精度,足以检测出地震活动造成的4-6℃的“岛状”地温异常;并可通过数字图像处理,作多通道数据的彩色合成等,以与背景明显区别的色彩异常在屏幕或像片上清晰地显示出来。气象卫星尽管地面分辨率不高,但覆盖范围大、时间分辨率高,对于快速、及时地捕捉震前增温异常的时空动态变化能发挥其明显的优势。因此,多时相气象卫星资料的动态监测已引起地震部门的极大重视,正在发展成为临震预报的一种新方法。
