专利名称：用卫星热红外增温异常做地震短临预报的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用卫星热红外增温异常做地震短临预报，确切地说是做中强以上地震三要素(发震时间、地点和震级)的短临预报方法。本发明属于地震学领域。
地震预报，特别是短临预报是当今世界一大难题，国内外都处在探索阶段，数十年来进展缓慢。我国及世界各国如日本、美国、俄罗斯、希腊等国都在研究预报，用地震学方法来预测地震则多属统计学方法，由于岩石破裂的分叉和混沌现象，使得分析工作陷入不清楚状态，而用现今地球物理和地球化学方法来研究震兆，在多数情况下真假难辨，容易造成虚报。这种传统采用台网监测对异常资料进行综合预报和概率统计预报的方法，由于台网稀、信息量少、干扰难排除、传输系统满足不了地震短临预报的要求、加上地区和/或国界的局限性，而使地震预报不太准确，一般成功率仅达20～30％，而短临预报的成功率则仅为10％。本发明人在1989.10开始试验，作过数次预报皆获成功的基础上，于1990.03.15提出一份题为“用卫星热红外异常做地震临震预报”的中国专利申请案CN90101272.6(该专利已于1992.07.01被授权)，从此对地震预报这一难题开创了一条全新的途径和方法，此时主要是利用载有红外波段扫描仪的美国诺阿极轨卫星和日本葵花静止气象卫星，其中极轨卫星扫描面积一条轨道宽2800公里，长可达数千公里，而静止卫星一幅气象图可覆盖面积达6000×10000平方公里，这种卫星扫描图象1小时就可获得。其中诺阿卫星可测相对温度(亮温)，而葵花卫星同样，前者温度(亮温)分辨率高达0.5℃，而后者的时间分辨高，因此将测得的亮温温度异常变化与同时间绝对温度进行温度异常的对比定量计算，就能及时准确掌握地面、水面温度的动态演化特征。由于通过卫星提供热红外资料具有准确可靠、复盖面广、信息量大而且传输速度快等优点，使其预报的成功率有突破性的提高，这就是说，该专利将当今卫星遥感热红外技术投入对地球观测，借助地理信息系统和计算机运行，大量信息被采集供人们分析使用，捕捉到地球与大气耦合作用所形成的地球界面上的突发性增温异常，这种现象不同于一般天气增温异常，而是做为地震前兆来对待。热红外增温异常与地震具有密切的因果关系，此时可观察到活动断裂带上的线状云和云线中间出现无云的“热通道”等气象震兆。统计表明，采用这一方法可使地震临震预报的成功率达到50％。尽管如此，在地震三要素的确定上仍存在许多不足例如确定震中位置上待进一步缩小范围；发展时间上待精确到分为短期和临近两个类型；进一步探索并排除影响预报的干扰因素，使此项技术的适用范围扩大到世界其它地区。
本发明的目的是使这种用卫星热红外增温异常做地震短临预报的方法，进一步提高其预报成功率，特别是缩小其震中位置范围，精确地将发震时间分为短期和临近两个范围，进一步排除影响预报的干扰因素，并使其适用范围扩大到世界其它地区，以便在最大程度上减轻地震对人类的危害。
实施本发明上述目的而采取的技术措施如下所述对卫星热红外云图的彩色密度分割挡次，其色彩挡次可对不同季节、不同纬度地区都适用，易于捕捉到卫星热红外增温异常前兆。其中色彩挡次即亮温挡次可在0.5°K至5°K之间，例如N40°以北与N10°至35°在亮温分挡上分开，每挡次温度值为2°至3°K，而N40°以北则用1°K分挡，而在赤道地区(印度尼西亚等地)和在极地地区(新西兰、冰岛等地)每挡次温度值分别为0.5°K至5°K。而且夏季和冬季可采用不同的亮温分挡挡次。扫描仪所得灰度值可经大气模型校正获得实际温度值，并根据各地实际情况，采取加减1°K的换算。根据地形和气团形态来区别地震引起的增温还是气象过程增温，排除掉地形、天气因素导致的干扰信息，例如根据热异常形态在每日12至18时(世界时)是否跨越不同地形地貌单元，若是则为地震前兆，否则就是天气因素所致。
本发明提出的方法自1989年10月至1996年底总共预报了5级以上地震62次，其中30次较为成功，即时间、地点和震级的预报都较为精确。由此总结出地震前兆热红外增温异常特性及其演变规律对地震三要素短临预报的关系(1)时间5级以上地震在震前10至20多天出现，增温面积可达10万至60万平方公里，若在岩石圈厚度大的地区，5级以上地震前30-120天左右可出现增温现象。
(2)地点即震中位置可分两个类型，其一是未来震中及其外围，同时出现热异常，随后外围增温异常明显地不断扩展，并向震中靠近，最后两个热异常连接起来，前进方向的温度异常的边缘为未来震中。另一类型是外围增温异常，随着时间向震中附近推进，其前进方向增温区与构造带或强震带交汇部位为未来震中。
(3)震级5级左右地震增温面积10多万平方公里，6级左右地震增温面积40多万平方公里，7级以上地震增温面积则为60万或百多万平方公里。
现在列举实例说明用本发明所述方法做地震短临预报较为成功的情况，例如1992年4月16日(震前4天)在台湾岛东北侧海域冲绳海槽出现北东向增温异常带，而到4月17日(震前3天)，增温异常向西南及南部海域扩大，此时已跨越台湾东部强震带花莲海外地区，为此做了地震三要素短临预报，实际上过了三天(4月20日)即发生6.8级地震。
1995年11月22日约旦亚喀巴湾附近的7.5级地震，震前10天在亚喀巴湾内及其北侧陆地附近曾出现弧立增温异常。再次证明此次地震也是有卫星热红外增温异常前兆的。
1996年12月16日北京顺义高丽营发生4级地震后，不久12月20、21日相继又在河北昌黎至北京延庆一带出现近东西向增温异常，但面积不大，只有几万平方公里，当时我们据此否定了北京地区近日有5级以上地震的可能，为稳定社会，安定民心做了贡献。
权利要求
1.一种用卫星热红外增温异常做地震短临预报的方法，此时主要利用极轨卫星、静止卫星，并结合其他载有红外波段扫描仪的卫星，还包含卫星接收设备和图象处理设备，其特征在于，对卫星热红外云图的彩色密度分割挡次，其色彩挡次可对不同季节、不同纬度地区都适用，易于捕捉卫星热红外增温异常前兆，其中色彩挡次即亮温挡次在0.5°K至5°K之间；扫描仪所得灰度值可经大气模型校正获得实际温度值，并根据各地实际情况，采取加减1°K计算；根据地形和气团形态来区别地震引起的增温还是气象过程增温，排除掉地形、天气因素导致的干扰信息；由此总结出地震前兆热红外增温异常特性及其演变规律对地震三要素短临预报的关系(1)时间5级以上地震在震前10至20多天出现，增温面积可达10万至60万平方公里，岩石圈厚度大的地区则在震前30-120天左右出现增温现象；(2)地点即震中位置可分两个类型，其一是未来震中及其外围，同时出现热异常，随后外围增温异常明显地不断扩展，并向震中靠近，最后两个热异常连接起来，前进方向的温度异常的边缘为未来震中，另一类型是外围增温异常，随着时间向震中附近推进，其前进方向增温区与构造带或强震带交汇部位为未来震中；(3)震级5级左右地震增温面积10多万平方公里，6级左右地震增温面积40多万平方公里，7级以上地震增温面积则为60万或百多万平方公里。
2.按权利要求1所述的预报方法，其特征在于，所述亮温分挡N40°以北与N10°至35°是分开的，每挡次温度值为2°至3°K，而N40°以北则用1°K分挡。而在赤道地区(印度尼西亚等地)和在极地地区(新西兰，冰岛等地)每挡次温度值分别为0.5°K至5°K。
全文摘要
一种用卫星热红外增温异常做地震短临预报的方法,主要利用极轨卫星、静止卫星,并结合其他载有红外波段扫描仪的卫星,还包含卫星接收设备和图象处理设备,此时,对卫星热红外云图的彩色密度分割档次,其色彩档次可对不同季节、不同纬度地区都适用;扫描仪所得灰度值可经大气模型校正获得实际温度值;根据地形和气团形态来区别地震引起的还是气象过程的增温,排除掉地形、天气干扰信息,从而使其对地震短临预报的成功率提高到50%。
文档编号G01V8/00GK1191978SQ9710077
公开日1998年9月2日 申请日期1997年2月25日 优先权日1997年2月25日
发明者余新河, 强祖基, 强军 申请人:余新河, 强祖基
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