利用DEMETER卫星LANGMIUR探针观测数据研究强震前的电离层扰动.pdfVIP

第 32卷 第 3期 地 震 地 质 V01．32．No．3 2010年9月 Sept．，2010 SEISMOLOGY AND GEOLOGY 利用 DEMETER卫星 LANGMIUR探针 观测数据研究强震前的电离层扰动 泽仁志玛 张学民 刘 静 欧阳新艳 熊 攀 申旭辉 (中国地震局地震预测研究所 ，北京 100036) 摘 要 文中介绍了Langmiur探针的观测原理，并利用 电子浓度(Ne)和 电子温度(Te)数据研究了 2006年5月 3日肼 7．9汤加地震和2006年 l2月 16日M 7．1台湾地震 。结果发现汤加地震前 2～ 5d电子浓度连续4d降低 ，电子温度变化不明显。台湾地震前后 电子浓度 的变化不 明显 ，但 电子温度 在地震当天及后续 3d出现了低值 。 目前没有直接的证据表 明这些变化是由地震活动引发的，但在数 据处理过程 中选择了当地22时至次 日3时的观测数据 ，并且剔 除了Dst≤一30nT，Kp≥3，AE≥200nT 时的记录数据 ，在一定程度上排除了太 阳、地磁等因素引起的电离层异常情况 。 关键词 Langmiur探针 DEMETER 电子浓度 电子温度 汤加地震 台湾地震 中图分类号 ：P3l5．2 文献标识码 ：A 文章编号：0253—4967(20l0)03—0424一l0 O 引言 随着空间对地观测技术的发展，越来越多的卫星观测数据表明，地震前的电离层扰动现象 确实存在 ，地震孕育、发生过程中引起的电磁场变化不仅局限于地球岩石圈，也会通过岩石圈一 大气层一电离层之问的某种耦合机理作用于大气层、电离层乃至磁层 (赵国泽等，2007；张学 民 等，2007)。总结 国外研究学者 (Hayakawa，2004；Molchanoveta1．，2004；Pulinetseta1．，2004)对 “岩石圈一大气层一电离层”耦合机理的探索 ，可知在地震孕育区由于应力、应变 的作用，可使岩 石的孔隙度和渗透性发生改变 ，引起岩石 内部的一些气体如氡气向外释放，并可引起孕震区流 体速度的变化，进而产生附加电动势，激发出电磁波。岩石之问的摩擦也会产生聚集电荷，进而 在地表产生强烈的电场 ，改变大气电势梯度。 自Barnes等 (1965)首次注意到 电离层扰动和地震之间的关联后，前人主要利用 GPS观测 推算 的电离层总 电子含量 TEC进行研究。Calais等 (1995)利用 TEC数据分析 了 1994年 Northridge地震前后电离层的TEC扰动现象 。关于卫星观测方面，Isaev等 (2001)利用 Cosmos l809卫星记录的Ne数据研究 了1989年 1月20日的Spitak地震和 1989年 1月 17日的伊朗地 震 ，发现 Ne扰动幅度达 5％左右。自2004年首颗专门用于地震观测的卫星 DEMETER(Detec— tionofElectromagneticEmissionfromEarthquakeRegions)成功发射以来，迄今为止 已经连续运转 了将近6a，这6a的观测为科研人员研究地震电离层的扰动现象提供了第一手观测数据。Parrot [收稿 日期] 2010—04—06收稿 ，2010—08—27改回。 (基金项 目] 中国地震局地震预测研究所基本科研业务专项 (002092408，0207690205)和 国家重点基础研究发 展计划项 目(2008CB425705)共 同资助。 3期 泽仁志玛等 ：利用 DEMETER卫星 LANGMIUR探针观测数据研究强震前的电离层扰动 425 等 (2006)研究发现 DMEETER卫星观测到了2004年 9月5 日Kii半岛地区地震时电子浓度 Ne 的显著增加；Sarkar等 (2007)利用 DEMETER卫星上 的Langmiur探针测得 的Ne数据研究了中 纬度地区3次地震前的Ne异常 ，发现 Ne的最大变化幅度达 20％；Zhang等 (2009)、何宇飞等 (2009)、