西藏地区中强地震热红外辐射及地温研究

The multi-parameter thermal background fields of Tibet were built based on the infrared remote sensing data of China FY-2E satellite, the land surface temperature data of NCEP reanalysis data and China meteorological stations. The characteristics extraction of the infrared radiation and land surface temperature before and after mid-strong earthquakes in Tibet was done based on the background fields. The characteristics extraction method of thermal infrared radiation of FY satellite was completed based on the relative wavelet power spectrum information of Brightness temperature and Outgoing longwave radiation. Meanwhile, the land surface temperature extractions were respectivly studied by the temperature increment method based on NCEP reanalysis data and the K index migration method based on China meteorological stations data. In Tibet area, the thermal infrared and land surface temperature changes of ≥Ms5.0 earthquakes for many years were studied. The results can provide decision basis for the judgement of earthquake hazard.

利用我国风云静止气象卫星红外辐射遥感数据和美国环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，简称NCEP）再分析地面温度数据以及我国气象站地面温度数据，建立了西藏地区的多参量热背景场，并在背景场的基础上完成了西藏地区中强地震前后红外辐射及地面温度特征变化的提取及研究。针对气象卫星数据应用小波能谱分析方法获得亮温和长波辐射的变化特征提取；针对NCEP再分析数据和我国气象站地面温度数据分别应用气温增量法和K值偏移指数法提取地震前后的地面温度变化特征。综合研究西藏地区多年期中强以上地震前后的红外辐射和地温特征变化，探索其时空演变规律及对地震响应程度，为西藏地区的地震监测提供技术和理论支撑。

本课题主要利用我国风云静止气象卫星红外辐射遥感数据，建立了西藏地区热背景场，并在背景场的基础上完成了西藏地区中强地震前后红外辐射特征变化的提取及研究，同时，利用我国气象站地面温度数据和NCEP再分析温度数据进行辅助研究。综合研究西藏地区多年中强以上地震前后的红外辐射和地温特征变化，为西藏地区的地震监测提供技术和理论支撑。西藏地区红外辐射背景场结果显示其热辐射变化符合年变规律，冬冷夏热，但是7月份和8月份由于降雨和多云导致西藏地区中部辐射稍有降低。气象站地温背景场受云层影响较小，因此结果表现出更加明显的季节变化趋势和空间地形分布特征。红外亮温和长波辐射研究结果显示，20例MS5.0级以上地震中有17例在震中附近出现了明显的亮温异常变化，16例地震出现了明显的长波辐射异常变化，较大地震皆位于附近断裂带上，大致按照断裂带东西走向分布，说明该区域地震活动以挤压运动为主。研究区域地震的热红外辐射变化具有相似的规律：异常区域比较小且分散的出现在震中附近的断裂带上，之后异常区域扩大，最终沿着断裂带展布并逐渐减弱消失，地震发生在异常高峰期或是异常结束后。同时出现亮温和长波辐射异常现象的地震，其异常持续时间都保持在30-40天左右且异常区域相似，异常区域几乎都集中在震中位置南部或是东南部，主要沿着青藏高原南部几条东西向的大型断裂带展布。这些共同规律证明西藏地区的中强地震可能具有相同的发震机制，所以在热红外辐射变化上出现较多的一致性。另外，计算西藏地区震例的气象站地温和NCEP地温结果，发现在地震前确实存在地面温度升高的现象。通过对2010年至2017年每日气象站地面温度数据进行K值偏移指数提取研究及分析，29例MS5.0级以上地震有26例地震在发震前后出现了明显的地面温度增强现象，31段地面温度异常集中期有21个异常时段对应地震。