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1、,答辩人： XXX,基于电离层遥感的地震震前预报研究,Email:,毕业答辩 dissertation defence,Contact 刘鑫,指导老师：XXX,1,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,目录 content,2,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,研究背景,近年来，地震给人类造成了巨大的灾难，致力于地震前兆研究，实现地震震前预报意义重大,越来越多的研究
2、表明，电离层扰动和地震之间存在某种关联性，可能据此开展地震预报技术研究。,1,2,1,3,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,地震引起电离层前兆的物理解释,地震引起的重力振荡在震前抵达电离层后，仍具有较高的能量，从而可引起电离层等离子体等成分的扰动。,地震孕育区的地壳会发生强烈的气体释放和辐射。在近地表大气层中产生大量的离子，形成垂直地面电场，进入电离层后可引起电离层扰动。,基于内重力波的假说,基于异常垂直电场的假说,4,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing ins
3、titute of technology,毕业答辩 dissertation defence,地震预报简介,地震预报的3要素：发震时间、地点和震级,预报地震的3种方法：地震地质法、地震统计法、地震前兆法,地震预报的4种类型,长期预报：对十年以后 中期预报：两年以后 短期预报：三个月以后 临震预报：十天左右以后,2,5,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,电离层探测技术：电离层测高仪、雷达技术、GPS、星载远紫外光谱仪等。,电离层综述,3,电离层是地球大气的一个电离区域，高度范围大
4、约在60km至1000km。,电离层分层：按照电子密度峰值，电离层大致可以分为D层、E层和F层，其中F层还可分为F1层和F2层。除正规层次外，电离层区域还存在不均匀结构，如偶发E层（Es）和扩展F层。,6,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,引起电离层扰动的原因,7,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,电离层总电子含量TEC,地震对电离层参数的影响分析,4,地震发生
5、前的14天内，电离层TEC普遍减小。根据地震的震级、震中等情况不同，减小的幅度也有所差异。,临界频率f0ES值有的呈下降有的呈增加趋势，随震级增大，波及电离层范围越大。,电子浓度和电子温度或升高或下降，氧离子浓度也有起伏。排除非地震因素的影响，可以确定是地震引起的电离层等离子体异常。,电离层突发层ES,电离层等离子体参数,F2层临界频率f0F2,震前F2层临界频率的变化十分复杂，在地面不同的观测点可能观测到完全相反的临界频率f0F2的变化,对于5级以上的地震，在地震附近地区出现电离层扰动的概率约为74.1%,扰动的异常区域在经纬度方向均可达2030,相对于正常日变，地震电离层前兆的最大变化率为
6、30%,电离层的各种扰动参数中，TEC的扰动最为明显,研究现状,8,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,9,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,数据处理与分析,5,10,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,CODE（欧洲定轨中心）提供的GPS TEC空
7、间分辨率为：52.5 。 GUVI（The Global Ultraviolet Imager ）反演得到的TEC空间分辨率为白天：1.76411.7641 夜间：0.70.7。 电离层大气中，远紫外波段（100200nm)的吸收与辐射较为强烈，并且拥有非常多易于辨认的特征谱线，有利于对TEC的监测。 本课题选取11次地震前后的TEC数据进行震前电离层扰动分析。,11,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,MATLAB程序流程图如下：,12,of,19,北 京 理 工 大 学 Be
8、ijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,选取地磁指数Kp和Dst。 Kp指数用来描述行星三小时平均地磁活动强度。在0-9内取值。 Kp指数表示每天的8个Kp指数之和，如果Kp30则认为当天地磁活动强烈，Kp5对电离层不构成影响。 Dst指数系统监测了全球环电流感应场的强度，普遍认为当Dst指数低于-50nT并持续2小时以上时，表示磁暴可能发生。,地磁活动干扰的排除,13,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,T
9、EC数据结果分析,新疆和田地震,14,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,TEC数据结果分析,新疆和田地震,15,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,TEC数据结果分析,新疆和田地震,16,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,TEC数据结果统计,17,
10、of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,11次地震震前电离层TEC共发生的46次异常扰动中，地震引起的扰动共28次，占总扰动次数的61%，排除目前无法确定的可疑扰动，有4次地震可以完全通过TEC的扰动来预报，即此方法的预报成功率约为36.4%。,结论,conclusion,地震引起的TEC扰动一般出现在震前5天内，呈连续性，扰动幅度相当，平均异常幅度在30%左右。负扰动出现的概率略高于正扰动，而且呈现更强的时间连续性。 地磁活动引起的TEC扰动一般为正扰动，且扰动幅度很大，为地震引起
11、TEC扰动的23倍。扰动持续时间短，一般为12天。 掌握了这些扰动特征，就可以通过监测电离层TEC的扰动来实现震前地震预报。,结果统计,特征分析,18,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,较为密集和全面的电离层监测网的建立 电离层异常扰动的判断 地震电离层前兆确认 地震影响电离层或者是两者相互作用的机理研究 实践工作的展开,地震电离层前兆研究的重点与难点,6,总结,1,2,3,4,5,19,of,19,北 京 理 工 大 学 Beijing institute of technology,毕业答辩 dissertation defence,地震发生前的几天或者几个小时电离层扰动确实存在，这为我们进行地震的短临预报提供了一个有用的工具。 但是还有许多值得我们去深入研究的问题，对地震电离层扰动现象，提出好的物理解释模型是今后的一个研究方向。相信在不久的将来，利用电离层数据进行短、临地震预报将会成为一种常规技术，为人类的防震减灾工作提供更好的服务。,结语,THANK YOU,Email:,毕业答辩 dissertation defence,Contact 刘鑫,
