强震前地气系统长波辐射(OLR)异常的成因

本文针对2008年1月9日发生在西藏阿里地区的改则6.9级地震,分析了卫星遥感我国西部地区长波辐射(OLR)信息场的月际和日际变化特征,研究了临震前震中区附近长波辐射的显著增强与其所处大气压力变化的同步关联现象,认为震前长波辐射异常征象的成因可能源自大气而非地热,临震前的大气压力增强是改则6.9级地震发生的诱触发因素,而长波辐射变化信息可作为表征大气诱触发地震动力的一个重要指征物理量.

OLR与长江中游夏季降水的关联

用SVD方法分析了1、4、7月全球OLR与夏季(6—8月)中国华中区域降水场的关系,结果表明:若1月南非东部沿岸至西印度洋、北美北部OLR(Outgoing Longwave Radiation)偏低(偏高),或北非、美国西南沿岸及近海OLR偏高(偏低),则夏季长江中游降水将偏多(偏少)。若4月澳大利亚至东印度洋、日界线以东热带太平洋OLR偏低(偏高),或西北太平洋偏高(偏低),则夏季长江中游降水将偏多(偏少)。若7月东印度洋—澳大利亚大陆、东亚OLR偏低(偏高),则夏季华中区域长江及其以北降水将偏多(偏少),湖南和江西南部降水将偏少(偏多)。夏季长江中游旱、涝年前期OLR明显的区别在于热带太平洋:涝年1月东、西太平洋为明显负、正异常,4月这种异常进一步加剧;旱年1月正好相反,东、西太平洋为微弱的正、负异常,4月转为东、西太平洋为微弱的负、正异常。太平洋暖池OLR低值区(强对流区)4、7月持续偏南,是夏季长江中游降水偏多的另一重要信号。冬、春季OLR与夏季长江中游降水大尺度关联的可能机制为:若1月热带东、西太平洋OLR为明显负、正异常,4月这种异常进一步加剧,也即冬、春季热带太平洋Walker环流持续减弱,从而使夏季暖池对流活动减弱,热带辐合带偏南,Hadley环流偏弱,使夏季西太平洋副热带高压主体位置偏南,导致中国夏季主雨带不能北推至黄河流域,而长期滞留长江中下游,最后造成长江中游降水异常。

甘肃省玉米产量的气候特征及其与中国大陆OLR的关系研究

对甘肃省５５个站点的玉米气候产量经ＥＯＦ及ＲＥＯＦ分解后，通过对其载荷量的分析，表明陇东南地区是甘肃省玉米产量最具代表性的区域，并进一步将甘肃省玉米气候产量划分为５个自然气候区：陇东区、陇南区、中部及阴湿山区、干旱山区、河西灌溉农业区。玉米气候产量的第一主分量可代表甘肃省玉米气候产量的时间趋势。它与同年５～９月份ＯＬＲ有很好的相关关系。

德令哈6.6级地震前卫星红外长波辐射OLR的分析

应用NOAA卫星资料反演的地震长波辐射值OLR对2003年4月17日发生在青海省德令哈西的6 6级地震进行了追踪研究。结果显示:2003年1月起OLR距平值出现明显的高值异常区域。

夏季海洋性大陆区域OLR年际变动与中国长江中上游旱涝的关系

利用1979—2007年的NECP资料、GISST月平均资料和中国160个降水测站资料,用SVD方法分析了热带海洋性大陆区域OLR与夏季中国降水场的关系。结果表明:孟加拉湾、南海季风槽、南太平洋辐合带(SPCZ)、印尼群岛及其附近海域的对流活动与我国夏季长江中上游降水场存在密切联系。若孟加拉湾、南海季风槽、南太平洋辐合带区的OLR偏高(偏低),及东印度洋、印尼群岛附近的OLR偏低(偏高),则夏季长江中上游及以北地区的降水偏多(偏少)。定义了与长江中上游降水相关的海洋性大陆区域OLR指数IMCOLR,并由IMCOLR指数确定高低值年再进行合成分析,发现印尼群岛及其海域气柱内净的辐射和海表热通量的异常增加,有利于该地区对流活动增强和OLR负异常的产生和维持;而孟加拉湾、南海和热带西太平洋存在海表热通量的减弱和辐射冷却的加强,有利于对流活动减弱,导致潜热释放异常减少和维持OLR正异常。热带海洋性大陆区域对流活动IMCOLR与海表温度异常间的相关关系表明,热带海洋性大陆地区对流活动的年际变动可受到热带印度洋海温异常和太平洋区域"三级型"海温异常的共同影响。这些热力强迫异常可导致对流层低层大气异常响应,产生P-J类遥相关,影响中国长江流域中上游降水异常。

青海玛多M_(S)7.4地震前LURR与OLR短临异常关联性研究

加卸载响应比(LURR)是根据岩石应力-应变关系的动态演化规律提出的地震预测方法。以Benioff应变为响应量,分析青海玛多M_(S)7.4地震前震中及其周边400 km内的LURR异常的演化特征发现,在震前一个月LURR值达到最高值,半个月之后出现高值回落的现象,说明此时孕震区岩石介质已进入屈服阶段的末端。在此基础上,利用NOAA卫星地面长波辐射(OLR)数据,分析高值回落后(5月14—25日)地面长波辐射值的短临异常演化规律。结果显示:震前在空间上仅仅在震中北部出现OLR显著且连续的短临异常变化并呈现向震中扩展的趋势,在时间上整个演化过程经历了初始增温-异常扩展-达到峰值-异常减弱-地震发生-异常消失等6个阶段。LURR和OLR震前短临异常特征说明,回落前的LURR高值反映了岩石介质屈服阶段的结束,OLR在一定程度上可以表征处于临界状态的活动断层的构造应力累积状态,综合研究两种物理参量震前异常演化特征,有助于更准确评估地震活动趋势。

海洋性大陆区域OLR的气候低频振荡及其与中国降水的可能联系

利用1979-2009年NCEP/NCAR再分析资料和地面观测站降水资料,研究了海洋性大陆（Maritime Continent,MC）区域的低频振荡气候学特征及其与中国东部降水扰动的关系.结果表明：气候平均状况下MC 区域存在显著的低频振荡（CLFO）,30 ～ 60 d季节内振荡在4-9月强度最大,且MC区域为低频OLR方差贡献率大值区.低频时间尺度上,MC区域OLR在4-9月有4次比较明显的活跃过程,在1～4（5～8）位相,对流相对较弱（活跃）.OLR的CLFO在热带地区显著东传,在南北方向亦存在位相的传播.从MC区域经南海、菲律宾群岛至中国长江流域存在类似于EAP波列（或P-J型遥相关）的扰动环流分布.不同位相上,低频环流及加热场的变化表明,中国降水的扰动在4-9月间受到MC区域CLFO的可能影响.低频热力场在南北方向上呈现EAP波列状或P-J型遥相关状分布.在OLR的CLFO的峰（谷）位相时,MC区域低层辐散（辐合）,高层辐合（辐散）,低频对流相对较弱（较强）,在MC区域至日本海激发EAP波列（或P-J型遥相关）；在对流层上层南亚高压因低频气旋（反气旋）而位置偏东（偏西）；中国的江南及河套地区降水偏少（偏多）,西南及青海、甘肃等地降水增加（减少）.在转换位相时,MC区域低频对流在部分地区更为活跃,在对流层低层激发低频的气旋-反气旋-气旋的波列,南亚高压偏南,长江中上游、吉林地区出现明显的辐合区,降水偏多,黄淮之间及云贵地区降水偏少.这些结果有助于人们深刻认识气候学意义上的低频振荡特征及LFO的季节锁相问题,有利于进一步认识中国不同地区降水扰动的成因.

2008年西北太平洋热带气旋活动特征分析

对2008年西北太平洋及我国南海热带气旋的活动特征进行总结,并从多方面分析其成因。结果指出:2008年西北太平洋热带气旋活动的主要特征为生成总数少,源地集中,位置偏西;登陆数多、时间早;登陆地点偏南、时间集中等。其原因主要在于:在热带气旋的多发期副热带高压面积偏大、强度偏强、西伸脊点异常偏西,且脊线偏南,造成西北太平洋热带地区盛行偏东风,不利于热带扰动的生成和发展;同时,也使得在其南侧生成的热带气旋易在偏东气流的引导下登陆我国南方。另外,季风槽、垂直风切变、海表温度和热带辐合带上的对流活动等因子的异常分布都不利于热带气旋在西北太平洋东部海域生成,直接导致这一年热带气旋生成总数明显偏少,源地显著偏西。

中国大陆地区卫星长波辐射背景场特征初步分析及震例研究

利用美国国家海洋大气局（NOAA）提供的30年（1979--2008）的长波辐射数据产品（OLR），对中国大陆地区长波辐射背景场进行分析。结果表明．长波辐射值具有很强的季节性和地域性，青藏高原块体在四季中都呈现低值，中因西北部和华东地区的长波辐射值相对青藏高原块体高，这些区域在春秋两季长波辐射变化剧烈，夏冬两季变化相对缓慢。熟悉这些特征将有利于识别地震异常与非震异常．可以为为进一步开展长波辐射的地震异常信息提取提供科学依据。通过建立的中图川滇地区长波辐射背景场，分析了2008年5月12日汶川8．0级地震前的长波辐射数据，发现震前一个月长波辐射异常显著，并且异常的分布受活动构造控制。

玉树7.1级地震热红外与长波辐射异常

应用中国静止气象卫星FY-2C/2E遥感亮温和长波辐射资料,通过小波变换和相对功率谱估计,分析2010年4月14日玉树MS7.1地震热红外与长波辐射异常特征.该地震热辐射异常明显且易于提取,总体特征为:1)震前约一个月出现,震后逐渐消散,至5月底完全消失;2)异常特征周期都为13天;3)最大幅度达到9倍以上;4)异常总体方向与该区域断层走向呈十字交叉型;5)震中位于异常出现-消失的过渡区域;6)对比亮温和长波辐射,长波辐射异常更接近于震中附近且相对集中,而亮温异常在时间方面的指示作用优于长波辐射.也研究了中国大陆3次7级以上地震热异常异同.

大地震红外辐射异常信息时空特征分析

寻找和确定大地震的临震信息是预测地震的关键.本文针对2008年5月12日中国四川汶川8.0级、2010年1月12日海地太子港7.3级、2月27日智利8.8级以及4月14日中国青海玉树7.1级等四次灾难性地震事件,分析了大震发生前震中附近地区卫星遥感射出长波辐射(OLR)信息的时空场分布及变化特征.发现在四次大震发生前1～2天,震中区附近的长波辐射强度都比其周围环境场有显著性差异.由此认为大震发生前有临近异常信息,通过遥感手段监测OLR信息场的时空变异特征,是预测预警大震的一种可能的技术途径.

内蒙古自治区东部两次M_S5.9地震前后长波辐射时序特征分析

以卫星对地遥测长波辐射(OLR)信息为基础,分析了2003年8月16日巴林左旗MS5.9地震和2004年3月24日东乌珠穆沁MS5.9地震前后震中附近的45°N,120°E点位长波辐射的时序特征。结果表明,在这两次MS5.9地震前后,位于45°N,120°E点位上长波辐射(OLR)月平均值、月距平值异常特征比较明显,这种基于不同点位上的时序特征分析对地震监视和预报具体孕震区具有一定的实际意义。

青藏高原北部的大气加热场特征

利用五道梁 1 994— 1 997年的实际观测资料 ,结合一些经验计算公式计算得到了 1 994— 1 997年青藏高原北部地区的大气加热场强度。结果表明 ,从 4年平均情况来看 ,高原北部地区 4～ 8月大气加热场为热源 ,1 0月～ 2月为冷源 ,3月和 9月为转换时期 ;就年平均大气加热场强度年际变化来看 ,1 994年和 1 995年为大气冷源 ,1 996年和 1 997年则为大气热源 ;

2015年阿拉善左旗5.8级地震前长波辐射异常研究

通过涡度、距平、小波变换和时频分析等方法,研究了2015年4月15日阿拉善左旗5.8级地震前,震区（37.50°-43.50°N,103.50°-109.50°E）长波辐射（OLR）时空分布特征。结果显示：1 2015年4月去除背景值之后的OLR涡度场在震中附近存在明显高值异常区;2震中附近格点（39.50°N,105.50°E）和（40.50°N,107.50°E）OLR涡度日值超过二倍均方差频次在震前非线性增加;3基于自适应最优核的时频分析方法获得的上述两个格点OLR涡度时频分布图显示震前存在高能量密度区域;4本文获得的现象和汶川8.0级地震等震例结果相类似,值得深入研究。

热带大气季节内振荡与2008年初中国南方雪灾的关系

利用热带大气季节内振荡(MJO)指数、向外长波辐射(OLR)资料和NCEP/NCAR全球逐日再分析资料以及中国南方地区降水资料,应用合成分析等探讨MJO与2008年初南方雪灾的关系,进而从MJO角度研究雪灾过程成因。结果表明:雪灾过程中,MJO存在明显的东传现象,即由西太平洋向东传送至印度洋附近。伴随着MJO的向东传送,中国南方降水强度及集中区也随之变化,MJO在一定程度上对雪灾过程有调制作用。通过对OLR的分析,表明2008年初中国南方4次异常降水(雪)过程受到了MJO两次东传的影响,第一次导致西太平洋副热带高压持续偏强,第二次导致南支槽活跃;副热带高压西侧偏南风带来的暖湿气流,以及南支槽带来的印度洋和孟加拉湾的暖湿气流不断向中国输送,为中国南方强降水过程提供了水汽条件。

莫力达瓦、嫩江交界5.0级地震长波辐射异常研究

通过涡度、时频分析等方法,研究了莫力达瓦、嫩江交界5.0级地震前,震中区域(124.50°E^126.50°E,47.50°N^52.50°N)红外遥感OLR时空分布特征,结果显示:莫力达瓦、嫩江交界5.0级地震前震中区域OLR涡度场存在显著增强的异常现象;震中区格点(125.50°E,49.50°N)OLR涡度值时序曲线在震前存在显著异常变化,其时频结果也显示在地震前存在能量密度增强现象,异常期间谱结构不断变化。

2020年7月12日唐山MS 5.1地震遥感热参量时空变化分析

计算河北唐山MS5.1地震过程中潮汐变化,基于该潮汐周期指示背景时间,分析本次地震过程中射出长波辐射(OLR)和遥感大气温度(AT)同步变化。结果显示,2020年7月5日~2020年7月13日,伴随引潮力由低谷向高峰连续增强变化,地震发生在引潮力相对高值时刻;伴随引潮力变化,长波辐射、大气温度经历震前平静—增强—高峰、震后快速衰减的同步变化。表明引潮力在本次地震中改变了构造内部地应力累积—失衡过程,具有触诱发地震的作用,而地面长波辐射、地表大气温度准同步变化,间接反映了本次地震地应力的变化过程。

岷县、漳县交界6.6级地震长波辐射异常分析

本文通过涡度方法、时频分析等方法,研究了岷县漳县6.6级地震前,震中区域(102.50°E^105.50°E,33.50°N^37.50°N)红外遥感OLR时空分布特征,结果显示:(1)岷县漳县6.6级地震前震中区域涡度场存在显著增强的异常现象;(2)震中区格点OLR涡度值时序曲线一般情况下随机波动,但在震前存在明显异常变化,其时频结果也显示在地震前存在能量密度增强现象,异常期间谱结构不断变化。

2011年4月江西降水异常偏少的初步诊断分析

利用1959—2011年北半球500 hPa高度格点资料、74项环流特征量资料和1974—2011年NOAA OLR月平均资料,结合江西83个气象观测站的1959—2011年4月降水资料,对2011年4月江西降水异常偏少成因进行了初步诊断分析。结果表明:江西省4月降水有一定的周期性,2011年4月降水处于少雨期;La Ni觡a次年4月西太平洋副热带高压强度易偏弱,位置正常或偏南、偏东,导致向北输送的暖湿气流较常年明显偏弱;大西洋—欧洲环流呈E型分布,青藏高原位势高度明显偏高;赤道西太平洋附近对流活动偏强,我国大陆及东南沿海、赤道中太平洋东部附近对流活动偏弱是造成降水明显偏少的主要原因。

一次沙尘天气过程中沙尘气溶胶对辐射的影响

沙尘气溶胶对辐射有显著影响,利用耦合了Shao2004起沙参数化方案的WRF/Chem(大气/化学全耦合模式),模拟分析了沙尘天气过程中沙尘气溶胶对辐射的影响。结果发现沙尘气溶胶可以导致地面向下的短波辐射通量减小42.51%,平均减小-3.30^-49.46 W·m^(-2),最大可达-162.67 W·m^(-2);沙尘气溶胶可以通过自身向外发射长波辐射,导致地面向下的长波辐射通量增大,地面向下的长波辐射通量平均增加为17.49~50.49 W·m^(-2),最大可达99.17 W·m^(-2)。当PM10浓度为10~20 mg·m-3,沙尘气溶胶能够减小地面向下的长波辐射通量,即沙尘气溶胶在该地区对大气具有"保温"作用;白天沙尘气溶胶主要增加大气层顶向上的长波辐射通量,夜间则减少大气层顶向上的长波辐射通量,大气层顶向外的长波辐射通量平均变化为-25.29~28.83 W·m^(-2),最大可达87.22 W·m^(-2)。