專利名稱：強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外亮溫異常技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外亮溫異常技術(shù)，也就是用衛(wèi)星熱紅外
亮溫溫度異常做地震短臨預(yù)測，確切地說是做中強(qiáng)以上地震三要素(發(fā)震時(shí)間、地點(diǎn)和震 級(jí))的短臨預(yù)測方法。本發(fā)明屬于遙感和地震學(xué)領(lǐng)域。 地震預(yù)測，特別是短臨預(yù)測是當(dāng)今世界一大難題，國內(nèi)外都處在探索階段，數(shù)十年 進(jìn)展緩慢。地球內(nèi)部有4個(gè)氣圈，加上地球外的一個(gè)大氣圈，這5個(gè)氣圈在相互運(yùn)動(dòng)著，當(dāng)?shù)?震孕育及發(fā)震前，在地震周圍廣大地區(qū)巖層受力，微裂隙出現(xiàn)，導(dǎo)致地球大量排氣，來自地 球深部的CH4 、 C02 、 C0、 H2 、 H+、 He 、 H20等氣體溢出，可以引起地球界面升溫或云的降溫現(xiàn)象。本 發(fā)明人在1989年10月開始試驗(yàn)，對地震做過數(shù)百次預(yù)測分析并獲得成功，從此對地震預(yù)測 這一難題開創(chuàng)了一條全新的途徑和方法，即主要是利用載有紅外波段掃描儀的美國諾阿極 軌衛(wèi)星、日本葵花靜止衛(wèi)星和中國風(fēng)云1、2號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行觀測，其中極軌衛(wèi)星掃描面積為一 條軌道寬2800公里，長可達(dá)數(shù)千公里，而靜止衛(wèi)星一幅氣象圖可覆蓋面積達(dá)6000X10000 平方公里，這種衛(wèi)星掃描圖象1小時(shí)就可獲得。其中諾阿衛(wèi)星可測亮溫溫度，而葵花衛(wèi)星同 樣，前者溫度(亮溫)分辨率高達(dá)O. 5t:，而后者的時(shí)間分辨率高，因此將測得的亮溫溫度異 常變化與同時(shí)間絕對溫度進(jìn)行溫度異常的對比定量計(jì)算，就能及時(shí)準(zhǔn)確掌握地面、水面溫 度的動(dòng)態(tài)演化和熱冷應(yīng)力場特征。由于通過衛(wèi)星提供熱紅外資料具有準(zhǔn)確可靠、覆蓋面廣、 信息量大而且傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，使此項(xiàng)技術(shù)預(yù)測地震的成功率有突破性的提高，這就是 說，本發(fā)明將當(dāng)今衛(wèi)星遙感熱紅外技術(shù)投入對地球觀測，借助地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行， 大量信息被采集供人們分析使用，捕捉到地球與大氣耦合作用所形成的地球界面上的突發(fā) 性增溫和降溫異常，這種現(xiàn)象不同于一般天氣增溫異常，熱紅外降溫異常與地震具有密切 的因果關(guān)系。 本發(fā)明人于1990年3月15日提出一份題為"用衛(wèi)星熱紅外亮溫異常做地震臨震 預(yù)報(bào)"的中國專利申請案CN90101272.6(該專利已于1992年7月1日被授權(quán))。此項(xiàng)技術(shù) 又有新的內(nèi)容需要補(bǔ)充，因而又于1999年3月5日提出一份題為"用衛(wèi)星熱紅外增溫異常 做地震短臨預(yù)報(bào)"的中國專利申請案:CN97100774. 8(該專利已2002年10月2日被授權(quán))， 鑒于近兩年地震頻繁發(fā)生，星座衛(wèi)星帶有微波探測云下溫度計(jì)升空使我們在地震預(yù)測研究 過程中又積累了大量的資料數(shù)據(jù)，并從中總結(jié)出衛(wèi)星熱紅外亮溫異常地震預(yù)測新技術(shù)。為 此我們再次提出本專利申請案"強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外亮溫異常技術(shù)"。統(tǒng)計(jì)表明，采 用這一方法可使地震短臨預(yù)測的成功率達(dá)到更高水平。盡管如此，在地震三要素的確定上 仍存在許多不足例如確定震中位置上待進(jìn)一步縮小范圍；發(fā)震時(shí)間上待精確劃分短期和 臨近兩個(gè)類型；進(jìn)一步探索并排除影響預(yù)測的除云之外其它干擾因素。
本發(fā)明專利申請的創(chuàng)新點(diǎn)如下所述，這些創(chuàng)新點(diǎn)使得此項(xiàng)技術(shù)在2008年的地震 預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)獲得顯著進(jìn)展。 對于應(yīng)用熱紅外預(yù)測地震時(shí)，除了震前有升溫異常現(xiàn)象之外，可能出現(xiàn)特殊的地 震前兆現(xiàn)象 1、可能在孕震區(qū)域云層上方出現(xiàn)降溫圓環(huán)現(xiàn)象。該現(xiàn)象顯示出區(qū)域性震前特征。 例如中國東部1998年1月10日張北_尚義6. 2級(jí)地震前在該區(qū)域上空曾出現(xiàn)明顯的降溫環(huán)現(xiàn)象。 2、孕震區(qū)域上空出現(xiàn)亮溫增溫圓環(huán)，此次2008年四川汶川大地震前13天和7天 就出現(xiàn)了增溫震兆。提出渦旋上涌運(yùn)動(dòng)是震前主熱應(yīng)力場。 3、當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生在內(nèi)陸高原區(qū)域時(shí)，由于地形起伏復(fù)雜，難于觀察和分辨地震前兆 異?，F(xiàn)象，此時(shí)在一些低洼河谷地帶可能出現(xiàn)增溫異常，連結(jié)這些增溫區(qū)域能顯示出一定 的應(yīng)力熱線，而這些應(yīng)力熱線的交匯部位則為未來震中。例如1997年11月8日西藏那曲 瑪尼7. 5級(jí)地震前，1999年9月21日臺(tái)灣集集7. 6級(jí)大地震，2001年11月14日昆侖山口 西8. 1級(jí)，2008年四川汶川8. 0級(jí)大地震2009年1月13日海地強(qiáng)震7. 3和2010年2月 27日智利巨震8.8在孕震區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力熱線、場震兆。 本發(fā)明的目的是使這種衛(wèi)星熱紅外溫度異常做地震短臨預(yù)測的方法進(jìn)一步提高 其預(yù)測成功率，特別是縮小其震中位置范圍，精確地將發(fā)震時(shí)間劃分為短期和臨近兩個(gè)范 圍，進(jìn)一步排除影響預(yù)測的干擾因素。本發(fā)明已適用于全球各個(gè)地區(qū)和角落，以便在最大程 度上減輕地震對人類的危害。 實(shí)施本發(fā)明上述目的而采用的技術(shù)措施如下所述對衛(wèi)星熱紅外云圖的彩色密度 分割檔次，其色彩檔次可對不同季節(jié)、不同緯度地區(qū)都適用，易于捕捉到衛(wèi)星熱紅外亮溫增 溫和降溫異常前兆。其中色彩檔次即亮溫檔次可在0.5。 K至5。 K之間，例如N40。以北 與NIO。至35°在亮溫分檔上分開，每檔次溫度值為2。至3° K，而N4(T以北則用1° K 分檔，而在赤道地區(qū)(印度尼西亞等地)和在極地地區(qū)(新西蘭、冰島等地)每檔次溫度值 分別為0.5° K至5。
K。而且夏季和冬季可采用不同的亮溫分檔檔次。掃描儀所得灰度值
可經(jīng)大氣模型校正獲得實(shí)際溫度值，并根據(jù)各地實(shí)際情況，采取加減r K的換算。根據(jù)地
形和氣團(tuán)形態(tài)來區(qū)別地震引起的增溫和降溫還是氣象過程增溫和降溫，排除掉地形、天氣 因素導(dǎo)致的干擾信息，例如根據(jù)熱異常形態(tài)在每日12至18時(shí)(世界時(shí))是否跨越不同地 形地貌單元，若是則為地震前兆，否則就是天氣所致。 本發(fā)明提出的方法自1989年10月至2000年年底總共預(yù)測了5級(jí)以上地震99次， 其中62次較為成功，即時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)的預(yù)測都較為精確。由此總結(jié)出地震前兆熱紅外 亮溫溫度異常特性及其演變規(guī)律對地震三要素短臨預(yù)測的關(guān)系 (1)時(shí)間5級(jí)以上地震在震前10至20多天出現(xiàn)，溫度異常面積可達(dá)10萬至60 萬平方公里，若在巖石圈厚度大的地區(qū)，5級(jí)以上地震前30-120天左右可出現(xiàn)增溫異常。在 云層覆蓋時(shí)，可在云層上出現(xiàn)降溫怪狀云，同樣可作為短臨震兆。 (2)地點(diǎn)即震中位置可分三個(gè)類型，其一是未來震中及其外圍，同時(shí)出現(xiàn)熱異 常，隨后外圍增溫異常明顯地不斷擴(kuò)展，并向震中靠近，最后兩個(gè)熱異常連接起來，前進(jìn)方 向上的溫度異常邊緣為未來震中。另一類型是外圍增溫異常，隨著時(shí)間向震中附近推進(jìn)，其 前進(jìn)方向增溫區(qū)與構(gòu)造帶或強(qiáng)震帶交匯部位為未來震中。第三個(gè)類型是地震發(fā)生在內(nèi)陸高 原區(qū)域時(shí)，在一些低洼河谷地帶可能出現(xiàn)增溫異常，連結(jié)這些增溫區(qū)域能顯示出一定的應(yīng) 力熱線，這些應(yīng)力熱線交匯部位為未來震中位置。 (3)震級(jí)5級(jí)左右地震亮溫增溫面積10多萬平方公里，6級(jí)左右地震亮溫增溫面
積40多萬平方公里，7級(jí)以上地震增溫面積則為70萬或百多萬平方公里。 (4)輔以次聲波儀臺(tái)陣布置，可以對未來地震的發(fā)震時(shí)間和震級(jí)及震中所處的大
方向提供有價(jià)值的信息。
現(xiàn)在列舉實(shí)例說明本發(fā)明所述方法做地震短臨預(yù)測較為成功的情況，例如
1992年4月16日(震前4天)在臺(tái)灣島東北側(cè)海域沖繩海槽出現(xiàn)北東向增溫異 常帶，而到4月17日(震前3天)，增溫異常向西南及南部海域擴(kuò)大，此時(shí)已跨越臺(tái)灣東部 強(qiáng)地震帶花蓮海外地區(qū)，為此做了地震三要素短臨預(yù)測，實(shí)際上過了三天(4月20目)即發(fā) 生6.8級(jí)地震。 1995年11月22日約旦亞喀巴灣附近的7. 5級(jí)地震，震前10天在亞喀巴灣內(nèi)及 其北側(cè)陸地附近曾出現(xiàn)孤立增溫異常。再次證明此次地震也是有衛(wèi)星熱紅外增溫異常前兆 的。 1998年8月27日新疆伽師6. 6級(jí)地震，震前15天即8月13日在塔里木西部出現(xiàn) 孤立增溫異常區(qū)，8月1日兩組(NE，EW向)應(yīng)力熱線交匯在伽師附近，于8月14日做了地 震三要素短臨預(yù)測，結(jié)果于8月27日在新疆伽師(N39.9° ，E77.9° )發(fā)生了 6. 6級(jí)地震， 這是1998年發(fā)生在我國最大的地震。此次預(yù)測三要素準(zhǔn)確。 1999年9月21日中國臺(tái)灣集集強(qiáng)震M7. 6，震前9天即9月12日熱應(yīng)力場呈單臂 狀，直抵臺(tái)灣西部地震帶。此次預(yù)測地震三要素地點(diǎn)差40公里，時(shí)間和震級(jí)都比較好。
2008年5月12日四川汶川大地震M8. 0，震前7天，5月6日熱應(yīng)力場具對接式和 來自震中地下的冷氣。
權(quán)利要求
一種強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外亮溫異常技術(shù)，主要利用極軌衛(wèi)星、靜止氣象衛(wèi)星和衛(wèi)星星座微波進(jìn)行觀測，并結(jié)合其它載有紅外波段掃描儀的衛(wèi)星，以及處理過的衛(wèi)星遙測得亮溫(NCEP)、海區(qū)潛熱通量。還包括衛(wèi)星接收設(shè)備和圖象處理設(shè)備，衛(wèi)星熱紅外云圖的彩色密度分割檔次，可對不同季節(jié)、不同緯度地區(qū)都適用，易于捕捉衛(wèi)星熱紅外溫度(亮溫)異常前兆，其中色彩檔次即亮溫檔次在0.5°K至5°K之間；掃描儀所得灰度值可經(jīng)大氣模型校正獲得實(shí)際溫度值，并根據(jù)各地實(shí)際情況，采取加減1°K計(jì)算；根據(jù)地形和氣團(tuán)形態(tài)來區(qū)別地震引起的增溫和降溫還是氣象過程增溫和降溫，排除掉地形、天氣因素導(dǎo)致的干擾信息；由此總結(jié)出地震前兆熱紅外溫度異常特性及其演變規(guī)律對地震三要素短臨預(yù)報(bào)的關(guān)系(1)時(shí)間5級(jí)以上地震在震前10至20多天出現(xiàn)，溫度異常面積可達(dá)10萬至60萬平方公里，若在巖石圈厚度大的地區(qū)，5級(jí)以上地震前30-120天左右可出現(xiàn)增溫異?，F(xiàn)象；次聲波異常出現(xiàn)日期起10天內(nèi)發(fā)震。(2)地點(diǎn)即震中位置可分兩個(gè)類型，其一是未來震中及其外圍，同時(shí)出現(xiàn)熱異常，隨后外圍增溫異常明顯地不斷擴(kuò)展，并向震中靠近，最后兩個(gè)熱異常連接起來，或前進(jìn)方向上的單臂狀溫度異常前緣為未來震中。另一類型是外圍增溫異常，隨著時(shí)間向震中附近推進(jìn)，其前進(jìn)方向增溫區(qū)進(jìn)入活動(dòng)構(gòu)造帶或強(qiáng)震帶部位為未來震中；(3)震級(jí)5級(jí)左右地震增溫面積10多萬平方公里，6級(jí)左右地震增溫面積40多萬平方公里，7級(jí)以上地震增溫面積則為70萬或數(shù)百萬平方公里，其特征在于，可能在孕震區(qū)域上方出現(xiàn)降溫環(huán)現(xiàn)象；孕震區(qū)域上空在發(fā)震前可能出現(xiàn)怪狀云、條帶云；地震發(fā)生在內(nèi)陸高原區(qū)域時(shí)在一些低洼河谷地帶可能出現(xiàn)增溫異常，連接這些增溫區(qū)域能顯示出一定的應(yīng)力熱線，這些應(yīng)力熱線的交匯部位為未來震中位置。
2. 按權(quán)利要求1所述的強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外亮溫異常技術(shù)，其特征在于，所述 亮溫分檔N40。以北與NIO。至35°是分開的，每檔次溫度值為2°至3° K，而N40。以北 則用1° K分檔。而在赤道地區(qū)(印度尼西亞等地)和在極地地區(qū)(新西蘭、冰島等地)每 檔次溫度值分別為0.5。
K至5。 K。
全文摘要
一種強(qiáng)地震短臨預(yù)測衛(wèi)星熱紅外和短波亮溫異常技術(shù)，主要利用極軌衛(wèi)星、靜止衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和小衛(wèi)星座進(jìn)行觀測，并結(jié)合其他載有紅外波段掃描儀的衛(wèi)星，還包括衛(wèi)星接收設(shè)備和圖象處理設(shè)備，此時(shí)，衛(wèi)星熱紅外云圖的彩色密度分割檔次，可對不同季節(jié)、不同緯度地區(qū)都適用；掃描儀所得灰度值可經(jīng)大氣模型校正獲得實(shí)際溫度值；可能在孕震區(qū)云層上方出現(xiàn)降溫環(huán)現(xiàn)象；同時(shí)可能出現(xiàn)怪狀云；發(fā)生在內(nèi)陸高原區(qū)域的地震其應(yīng)力熱線交匯部位為未來震中，從而使其對地震短臨預(yù)測的成功率提高到50％以上。
文檔編號(hào)G01V1/00GK101793972SQ201010131858
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者劉波, 強(qiáng)祖基, 強(qiáng)進(jìn), 曾佐勛, 胡中書, 胡豐厚, 臧協(xié)禮 申請人:強(qiáng)祖基;胡中書;臧協(xié)禮;胡豐厚;劉波;曾佐勛;強(qiáng)進(jìn)