热红外遥感在地震监测中的应用

2、不同热红外通道亮温对比分析 3、亮温增温异常点比值法 4、基于参考基准场的震前热红外遥感定量分析 模型与异常识别方法
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第二部分 热红外监测地震应用实例 ——以汶川地震为例
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梯度带明显增强的区域意味着其构造活动强烈 ，并可能发生地震。
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亮度温度
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当实际发射体在某一波长（窄谱段范围内 ）的光谱辐亮度和黑体在同一波长下的 光谱辐亮度相等时，把黑体温度称为发 射体的辐亮度温度。如果波长在可见光 谱范围内，用人眼（或具有人眼光谱光 视效率响应的探测器）来判断其间亮度 相等时，则称为亮度温度，简称亮温。
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汶川地震产生原因
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汶川地震是印度板块向亚洲板块俯冲所 致，由于印度板块由南西向北东方向俯冲挤 压亚洲板块， 造成青藏高原东部边缘以龙 门山构造带为中心向东推移，却遇到四川盆 地地块的强力阻挡，造成挤压构造应力不断 上升，弹性能长期积累，最终在龙门山构造 带中央部位发生断裂失稳，大量能量突然释 放形成巨震。
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三、其他方法 1、断裂带内外亮温差值法
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研究了2001年11月14日昆仑山8．1级地震。发现震前月平均亮温 相对于2000年同期平均亮温的增温区沿发震断裂呈条带状分布： 从震前1个半月的2001年10月开始．断裂带内外的相对温差发生 明显变化，断裂带内的平均亮温与其外围的平均亮温差从一2 clC增加到1℃ ，相对增温幅度达2℃～3℃左右．地震之后相对 温差又回到正常状态。
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• 第4阶段：2008年04月26日~04月27日，持续时 间2天。热红外异常区以沿长江流域武汉-重庆 的正W向为主。增温幅度2~14℃，其中≥2℃增 温异常区面积260×104km2，≥10℃孤立增温 异常区面积90×104km2。热异常表现出时间短 暂、方向明确的特点。
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• 第3阶段：2008年04月16日~04月20日， 持续时间5天。热红外异常区分布从SW端 的汶川、云南金沙江、沅江及东南沿海 直到NE的华北中部。增温幅度2~4℃，其 中≥2℃增温异常区面积150×104km2。 孤立热异常区表现出面积扩大而增温程 度有所降低、方向性不明显的特点。
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震前沿青藏高原东缘出 现了绵延近3000KM 的卫 星热红外异常条带。该 条带中段区域（即龙门 山断裂带所在区域）的 西侧紧邻震中，且在经 过南北构造带东经（ 102°~106°）时发生了 中断，中间出现约 (150KM) 宽的不连续区 。
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汶川地震前卫星遥感热红外异常 现象的发生和发展序列：
• 第1阶段：2008年03月18日~03月26日， 持续时间9天。热红外异常区分布在华北 地块（延续至部分东北地区）和华南地 块，呈现从北逐步南下的过程。增温幅 度2~10℃，其中≥2℃增温异常区面积 140×104km2，≥10℃孤立增温异常区面 积25×104km2。热异常表现出持续、缓 慢、平稳的特点；热异常呈SW和W方向， 以沿长江流域武汉-重庆的正W向为主。
热红外遥感在地震监测预 测中的应用
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讲解员：李浪姣 制作人：胡谋、阳红莲、彭曼玲
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第一部分
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热红外遥感基础知识
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1、热红外监测地震机理
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热红外异常产生原因分析
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印度板块的俯冲使青藏高原东缘及北部 的挤压应力不断上升“地壳岩石弹性能 的长期积累、地壳岩石的破裂发育、断 裂之间以及岩石之间的摩擦滑移”导致 地下热物质上涌和地下温室气体溢出“ 引起卫星热红外图像升温异常。
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2Baidu Nhomakorabea
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• 第2阶段：2008年04月06日~04月09日，持续时间4天。 热红外异常区分布以长江为界，其北、南分别以W和NW 方向，交汇指向震中。增温幅度2~14℃，其中≥2℃增 温异常区面积460×104km2，≥10℃增温异常区面积 160×104km2。热异常表现出增温程度提高、增温区面 积扩大的特点。热异常指向震中并沿断裂带方向延伸 。异常区呈W和NW方向，以华南地块腹地的NW方向为主 。
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• 第5阶段：2008年04月30日~05月12日，持续时间13天 。此阶段是汶川地震卫星热红外异常的重要阶段。在 此期间，孤立地热应力异常区面积出现最大，达到鼎 盛（5月1日），增温向震中推进，并随后出现热异常 减弱，进入相对平静阶段。此间增温幅度2~14℃，其 中≥2℃增温异常区面积220×104km2，≥10℃孤立增 温异常区面积130×104km2。孤立热异常区表现出集中 持续出现、≥10℃的孤立增温异常明显，热异常以NWW 方向为主。
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热红外温度异常统计简表
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咖啡色１９℃；粉红色２２℃；红色２５℃
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3、热异常提取方法
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地球放气学说：把热红外异常原因解释为地下的CO2
、水蒸气、H2 ： 等气体沿微裂隙溢出地面， 这些气 体易于吸收太阳和地面的红外波段辐射和反射， 产生 局部温室效应， 导致孕震区地面一低层大气增温． 即“ 地球放气说”。
应力致热学说：应力致热学说指在地球介质受到附
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加力的作用时， 随着应力的增大， 介质的辐射温度 、红外热像以及波谱特性都可能发生变化， 而这些变 化的物理量均可以成为孕震前兆特征指标而加以跟踪 监测。
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2、热红外异常特征
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• （1）热红外温度异常 利用卫星红外遥感资料 的对比或追踪分析． 得出地震前会出现地表 温度或地表亮度温度( L S B T ) 异常，并在 大多数情况下表现为异常升温。 • （2）地球长波辐射异常 长波辐射( Out going Long — wave Radiation ， O L R ) 是指地-气系统向外层空间发射出的电磁波能 量密度， 又称为热辐射通量密度， 其物理测 量单位为W ／㎡。O L R 是由红外窗区通道( 1 0 ． 5 ～ 1 2 ． 5 微米） 对地球和大气 扫描遥测得到的地一气长波辐射量。
一、透热指数法
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根据地下热信号通过不同热扩散率材料传到将产生较 大时间差的特点， 提出了提取地下热异常的新指标— 透热指数法。透热指数高意味着地下热活动强， 进一 步可能指示现今的断层活动和地震的发生。 二、均值梯度法 以损失一定时间信息为代价获取更高的数据精度，然 后根据大气和构造活动对地表热辐射影响的不同，利用 热辐射梯度突出正在活动的断裂带的空间分布。出现