專利名稱：強(qiáng)地震短臨預(yù)測(cè)衛(wèi)星熱紅外技術(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(cè)衛(wèi)星熱外技術(shù)，也就是用衛(wèi)星熱紅外溫度異常做地震短臨預(yù)測(cè)，確切地說(shuō)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(cè)方法。本發(fā)明屬于遙感或地震學(xué)領(lǐng)域。
地震預(yù)測(cè)，特別是短臨預(yù)測(cè)是當(dāng)今世界一大難題，國(guó)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)卣鹪杏鞍l(fā)震前，在地震周圍廣地區(qū)巖層受力，微裂隙出現(xiàn)，導(dǎo)致地球大量排氣，來(lái)自地球深部的CH4、CO2、CO、H2、H+、He、H2O等氣體溢出，可以引起地球界面升溫或云層上降溫現(xiàn)象。本發(fā)明人在1989年10月開(kāi)始試驗(yàn)，對(duì)地震做過(guò)數(shù)百次預(yù)測(cè)分析并獲得成功，從此對(duì)地震預(yù)測(cè)這一難題開(kāi)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(guó)諾阿極軌衛(wèi)星、日本葵花靜止衛(wèi)星和中國(guó)風(fēng)云1、2號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，其中極軌衛(wèi)星掃描面積為一條軌道寬2800公里，長(zhǎng)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)6000×10000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(cè)亮溫溫度，而葵花衛(wèi)星同樣，前者溫度(亮溫)分辨率高達(dá)0.5℃，而后者的時(shí)間分辨率高，因此將測(cè)得的亮溫溫度異常變化與同時(shí)間絕對(duì)溫度進(jìn)行溫度異常的對(duì)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)演化特征。由于通過(guò)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(cè)地震的成功率有突破性的提高，這就是說(shuō)，該專利將當(dāng)今衛(wèi)星遙感熱紅外技術(shù)投入對(duì)地球觀測(cè)，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，而是作為地震前兆來(lái)等待。熱紅外降溫異常與地震具有密切的因果關(guān)系，此時(shí)可觀察到活動(dòng)斷裂帶上的及應(yīng)力線狀云和云線中間出現(xiàn)無(wú)云的“熱通道”以及云層上面的降溫怪狀云氣象震兆。本發(fā)明人于1990年3月15日提出一份題為“用衛(wèi)星熱紅外異常做地震臨震預(yù)報(bào)”的中國(guó)專利申請(qǐng)案CN90101272.6(該專利已于1992年7月1日被授權(quán))。由于不斷深入研究，此項(xiàng)技術(shù)又有新的內(nèi)容需要補(bǔ)充，因而又于1997年2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(guó)專利申請(qǐng)案CN97100774.8，鑒于近兩年地震頻繁發(fā)生，使我們?cè)诘卣痤A(yù)測(cè)研究過(guò)程中又積累了大量的資料數(shù)據(jù)，并從中總結(jié)出衛(wèi)星熱紅外異常地震預(yù)測(cè)新技術(shù)。為此我們?cè)俅翁岢霰緦＠暾?qǐng)案“強(qiáng)地震短臨預(yù)測(cè)衛(wèi)星熱紅外技術(shù)”。統(tǒng)計(jì)表明，采用這一方法可使地震短臨預(yù)測(cè)的成功率達(dá)到50％以上。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(cè)的干擾因素。
本發(fā)明專利申請(qǐng)的創(chuàng)新點(diǎn)如下所述，這些創(chuàng)新點(diǎn)使得我們?cè)?998年的地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)獲得顯著進(jìn)展。
對(duì)于應(yīng)用熱紅外預(yù)測(cè)地震時(shí)，除了震前有升溫異?，F(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)降溫環(huán)現(xiàn)象。該現(xiàn)象顯示出區(qū)域性震前特征。例如中國(guó)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)域上空在發(fā)震前可能出現(xiàn)怪狀云。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(lái)震中。例如1997年11月8日西藏那曲瑪尼7.5級(jí)地震前，在孕震區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力熱線震兆。
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(cè)的方法進(jìn)一步提高其預(yù)測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)衛(wèi)星熱紅外云圖的彩色密度分割檔次，其色彩檔次可對(duì)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N10°至35°在亮溫分檔上分開(kāi)，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。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1°K的換算。根據(jù)地形和氣團(tuán)形態(tài)來(lái)區(qū)別地震引起的增溫和降溫還是氣象過(guò)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1998年年底總共預(yù)測(cè)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(cè)都較為精確。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(duì)地震三要素短臨預(yù)測(cè)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(wàn)至60萬(wàn)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(lái)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(lái)，前進(jìn)方向上的溫度異常邊緣為未來(lái)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(lái)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(lái)震中位置。
(3)震級(jí)5級(jí)左右地震增溫面積10多萬(wàn)平方公里，6級(jí)左右地震增溫面積40多萬(wàn)平方公里，7級(jí)以上地震增溫面積則為60萬(wàn)或百多萬(wàn)平方公里。
現(xiàn)在列舉實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明所述方法做地震短臨預(yù)測(cè)較為成功的情況，例如1992年4月16日(震前4天)在臺(tái)網(wǎng)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)，增溫異常向西南級(jí)南部海域擴(kuò)大，此時(shí)已跨越臺(tái)網(wǎng)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(cè)，實(shí)際上過(guò)了三天(4月20日)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。
1996年12月16日北京順義高麗營(yíng)發(fā)生4級(jí)地震后，不久12月20-21日相繼又在河北昌黎至北京延慶一帶出現(xiàn)進(jìn)東西向增溫異常，但面積不大，只有幾萬(wàn)平方公里，當(dāng)時(shí)我們據(jù)此否定了北京地區(qū)近日有5級(jí)以上地震的可能，為穩(wěn)定社會(huì)，安定民心做了貢獻(xiàn)。類似的情在1998年春節(jié)期間又出現(xiàn)強(qiáng)地震的傳說(shuō)時(shí)，衛(wèi)星熱紅外技術(shù)又做了否定的答復(fù)。
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(cè)，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(guó)最大的地震。此次預(yù)測(cè)三要素準(zhǔn)確。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)地震短臨預(yù)測(cè)衛(wèi)星熱紅外技術(shù)，主要利用極軌衛(wèi)星、靜止衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，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，衛(wèi)星熱紅外云圖的彩色密度分割檔次，可對(duì)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(lái)區(qū)別地震引起的增溫和降溫還是氣象過(guò)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(duì)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(wàn)至60萬(wàn)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；(2)地點(diǎn)即震中位置可分兩個(gè)類型，其一是未來(lái)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(lái)，前進(jìn)方向上的溫度異常邊緣為未來(lái)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(lái)震中；(3)震級(jí)5級(jí)左右地震增溫面積10多萬(wàn)平方公里，6級(jí)左右地震增溫面積40多萬(wàn)平方公里，7級(jí)以上地震增溫面積則為60萬(wàn)或百多萬(wàn)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；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(lái)震中位置。
2.按權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述亮溫分檔N40°以北與N10°至35°是分開(kāi)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(cè)衛(wèi)星熱紅外技術(shù),主要利用極軌衛(wèi)星、靜止衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),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(duì)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(lái)震中,從而使其對(duì)地震短臨預(yù)測(cè)的成功率提高到50%以上。
文檔編號(hào)G01V1/00GK1250880SQ9910275
公開(kāi)日2000年4月19日 申請(qǐng)日期1999年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月5日
發(fā)明者強(qiáng)祖基, 強(qiáng)軍 申請(qǐng)人:強(qiáng)祖基, 強(qiáng)軍