基于改进型图像信息方法的汶川地震前电离层参量时空特征研究

震前加速破坏阶段地壳岩石破裂过程中可能辐射电磁信号,提取与之相关的电磁信号异常有助于认识地震孕育及破坏过程,从而为防震减灾提供支持.本文提出了改进型图像信息方法(Modifled Pattern Informatics Method,MPI方法),并用于汶川地震前电离层参量时空特征信息的提取.通过分析对比处理前后的DEMETER电磁卫星时空图像可以发现,原始时空图像一般存在季节性和空间性的变化规律,较难获得有意义的信息;而采用MPI方法处理后,则发现汶川大地震前,电离层参量存在明显的异常变化.从而,证明了MPI方法具有消除背景趋势、突出短期变化的能力,可以有效地提取强震相关的电磁前兆信息.

改进型图像信息方法提取地震电离层扰动异常研究进展

首先总结了国内外利用法国DEMETER卫星观测数据识别和提取地震电离层中主要参量扰动异常的常规研究方法,介绍了图像信息方法(pattern infoimatics method,简称PI方法)研究地震活动性异常及其应用于中长期地震危险性预测的研究进展和成果.然后主要介绍了改进型图像信息方法(modified pattern informatics methodd,简称MPI方法)在提取电磁卫星数据资料中的进展应用.该方法的震例研究结果显示,地震电离层中电子浓度(N_e)、电子温度(T_e)异常出现的时间一般在震前一个月左右,相对于其它方法提取到的异常在震前几小时至数天内,这一突出特点将使得MPI方法在短临地震预报中更具有可操作性.然而,该方法能否作为提取地震电离层异常扰动的实用数据处理方法并应用于地震短临预测中,尚需要进一步深入研究.最后本文提出了将MPI方法应用于提取地震电离层异常信息需要进一步解决的几个问题.

利用改进型图像信息方法研究玉树地震前电离层电子浓度异常现象

简单扼要地介绍了DEMETER卫星的发展历程、电离层地震前兆异常的识别和提取方法以及改进型图像信息方法(Modified Pattern Informatics method,简称MPI方法)的具体计算过程。笔者利用MPI方法处理了2010年4月13日23时49分(世界时)玉树MS7.1地震前1个月震中上空30°×50°范围内DEMETER卫星监测到的电离层电子浓度,生成时空演化图像。结果显示,2010年3月16—28日玉树震中上空电子浓度变化较为平缓;3月30日震中上空南部开始出现电子浓度高值异常;随着发震时刻的临近,震中上空电子浓度高值异常逐渐显著;玉树地震发生当日(4月13日)研究区域上空电子浓度最为显著。从研究结果我们可以看出,MPI方法在提取DEMETER卫星数据的地震异常方面有一定的时空鉴别力。

利用改进型图像信息方法研究汶川8.0级地震震前电离层扰动异常特征

利用改进型图像信息方法(Modified Pattern Informatics Method,简称“MPI”)基于DEMETER卫星观测的电子浓度(Ne)、电子温度(Te)数据探索了2008年5月12日汶川Ms8.0震前出现的地震电离层电子参量异常现象,特别详细分析了汶川Ms8.0震前3个月的电子参量时空演化过程。在前人的基础上,对电离层电子浓度(Ne)、电子温度(Te)的观测数据进行了消除年变及由太阳活动等引起的长趋势变化,以期能够提取到由地震孕育与发生所引起的电离层扰动异常。结果发现,在震前一个月左右电子浓度(Ne)、电子温度(Te)等参量均出现了不同程度的扰动异常,震前10天左右异常减弱并趋于平静,即平静—异常出现—持续显著—异常减弱—震前平静的特点,显示了地震前存在清晰稳定的电离层扰动图像,从而对地震的发生时刻具有一定的短临指示意义。

基于改进图像信息方法的地震电离层异常信息提取

1研究背景。图像信息方法(Pattern Informatics Method,简写为PI)是由Rundle等(2000,2002)基于复杂性物理提出的应用于地震活动研究的统计物理方法,在测震学的中长期地震预测研究中表现出较好的预测效能。武安绪等(2011)在地壳岩石破裂过程中可能辐射电磁信号的理论基础上对PI算法在空间归一化、阈值形式、累计方式、空间概率等改进后得到MPI方法,并基于DEMETER卫星电离层观测资料进行震例回溯性研究。

2008年汶川M_S8.0地震电离层图像信息长时程演化初探

应用改进的图像信息方法,结合DEMETER电磁卫星的电子温度数据,对2008年汶川M_S8.0地震进行了长时程的回溯性预测研究。与以往的地震电离层演化图像提取异常的研究相比,将其回溯的时程延长至震前近11个月,并向震后延长48 d。在长期连续的异常扰动演化图中,出现了两个明显的异常时段,且在震前2个月短期内异常扰动明显减弱并趋于背景值。两个时段出现的异常扰动分布位置及其形态以及持续时间皆不重复,这体现了前兆异常的不易确定,难以定性及定量识别的特点。电离层异常扰动特征的长时程研究,有评估其预测参数和模型可靠性的实际作用,也为应用中国卫星观测数据服务于地震预报等研究积累经验,具有借鉴意义。