卫星热红外遥感资料用于地震研究始于20世纪80年代，随着卫星遥感技术不断发展，人类在这一领域上已经取得丰硕研究成果。美国地球观测系统(EOS)计划中Terra、Aqua卫星星载中分辨率成像光谱仪(MODIS)具有高空间分辨率、高光谱通道、数据产品多等特点，MODIS数据在地震中的应用已屡见不鲜，如Saraf、张铁宝等人的研究[1-2]。静止卫星如Meteosat数据也被用于地震研究，Ouzounov、Tramutoli等人开展了该方面的工作[3-4]。2种卫星数据都表明所研究震例震前伴有热辐射异常，针对地震研究，静止卫星相对极轨卫星数据的优势在于地点一致性好、时间可比度高。近年来国内开展相关研究的学者主要有康春丽、刘善军、郭晓等人，并得出其所研究震例前存在热辐射异常[5-7]。戴勇、解滔等人作过研究，发现5级地震前也存在热辐射异常[8-9]。本文中使用静止风云卫星数据，以小波变换和功率谱估计法为研究方法，研究了2016年12月5日发生在西藏聂荣的Ms 5.1地震前的热辐射演化过程，为西藏地区使用热红外资料有效监测中强震提供震例经验。

1 数据与方法

1.1 数据简介

本文中研究所用数据来源于中国静止气象卫星FY-2G的亮温数据产品。FY-2G卫星于2014年12月31日发射，定位于105° E赤道上空，轨道高度为35 000 km，星下点分辨率为5 km，于2015年6月3日开始数据服务。数据每小时记录一次，记录最小像元为0.05°×0.05°，记录数据格式为HDF。为避免太阳直接辐射干扰，选取中国大陆及邻区夜间多时次(1:00～ 5:00)数据，用补窗法进行了简单的去云处理，同时将其求平均以构成亮温日值。

1.2 研究方法

1.2.1 小波变换

时序亮温日值中包含了复杂的变化信息，小波变换可分离提取不同频率信息成分。考虑到影响地震热辐射的因素具有不同周期[10]，从小波变换处理结果看到了不同周期成分，图1为选取聂荣地震震中位置(32.3° N、92.3° E)近4年数据的小波变换波形图(数据更新到2016年12月15日)，如图1(d)所示7阶小波尺度部分年变特征明显，由于寒热气流及云雨一般持续时间为几小时到几天，2阶小波细节部分可比拟这部分信息，对于年变、气流等因素的影响可通过去除小波7阶尺度与2阶细节部分来去除，详细计算过程见参考文献[11]。

1.2.2 功率谱估计

首先，采取开放合作的态度。搭建党史院系与高校交流合作平台，加强制度对接。不同系统之间的通信的党史研究会议上，形成长效机制，促进党史研究通过研讨会和其他形式的各种系统之间的人才流动，构建人才就业机制有利于党史研究和开放系统的发展，不断加强和有关部门，社会力量和党史研究的多方联动，建立有效的评价体系，实现党史研究的联动，形成合力。二是加强党史教育培训。深化全面普及，教育在党的历史上是一个重要手段，加强地方政府之间的通信系统和部门，真正使党的历史进企业、进农村、进机关、进军营，进入校园，进入社区，以便所有人都能感受到活力党的历史，党的历史的力量。

  

图1 热红外亮温数据经小波变换后信息分离图Fig.1 Information separation of thermal infrared brightness by wavelet transformation

 

(a)亮温原始数据(b)2阶小波尺度部分(c)2阶小波细节部分(d)7阶小波尺度部分(e)7阶小波细节部分

2 结果分析

选取震中附近0.5°×0.5°小区域(31.0°～31.5° N，91.5°～92.0° E)，分析近一年的时序变化，数据更新到2016年12月15日(图3)，从其时序曲线可以看出聂荣地震的相对功率谱在其背景值及标准差之上出现了大幅偏离，其中7月5日开始偏离到7月10日转折下降至7月17日，幅度不大，随后出现持续的高值偏离，在8月19日(震前108 d)达到峰值，最大幅值为平均值的9倍，在9月6日偏离结束，持续偏离时间为62 d。

应用于计算机网络安全当中的防火墙的复合技术，其最大的优势在于可对整个计算机网络实施综合防护，且能最大限度地弥补计算机网络防火装置当中所存在的隐患，以帮助计算机网络系统逐步形成一个相对完善的、系统化的防火墙保护模式。复合技术综合了传统包过滤技术与网络代理技术的优势，在计算机出现安全问题时，可从根本上帮助用户采取针对性的应对措施，以确保用户的信息与资料的安全性。在实际应用过程当中，计算机论证机制、动态过滤系统、智能化感应系统等，均可于计算机遭到攻击时及时给予用户预警，并作出隔离处理，以确保计算机网络的安全性，提高防火墙的应用效率。

2016年12月5日西藏聂荣发生Ms 5.1地震，震中位置为32.3° N、92.3° E，震源深度为5 km。震前4个月多，在震中东南部有条带状异常出现，如图2中7月15日对应的相对功率谱所示。随时间演化异常条带逐渐变宽，向东、西、南部都有大面积扩展，其北边缘不断靠近震中，演化后这种大面积异常状态持续了近20 d，如图2中8月1～20日对应的相对功率谱所示。随后，异常在短时间急剧收缩于震中西南部，面积减小，9月10日左右已趋于消失。经统计大面积状态时大于相对功率谱6倍的异常面积约为60 000 km2，异常显著条带与崩错断裂、嘉黎—察隅断裂相切。

对上述处理后的数据以64d为窗长、1d为滑动窗长进行傅里叶变换，得到亮温数据功率谱。对每个像元而言，每滑动一次就得到一组功率谱。为了凸显地震前后功率谱的不同，对其做相对处理(与数据年均值作比值)，得到像元相对功率谱。对像元进行时空扫描可获得优势频率及异常(相对功率谱突出区域)时空演化过程。另外在前人研究基础上，本文中计算了10年(2007～2016年)中每年相同天的相对功率谱均值，以下将该项简称为功率谱背景值，同时计算了上述数据的标准差，该项简称为功率谱标准差。

3 结 语

分析认为在2016年12月5日西藏聂荣Ms 5.1地震前，就出现了亮温相对功率谱异常，异常消失后85 d发震。此次热辐射异常空间特征表现为：异常经历了从出现到面积逐渐增大再到减弱消失的过程，此过程中大面积异常时相对功率谱大于6倍的面积约为60 000 km2。异常以条带状形态出现于震中东南，逐渐往西南扩展演化，震中处在其北边缘，最后收缩到震中西南。时间特征表现为：聂荣地震的相对功率谱在其背景值及标准差之上出现了大幅偏离，在8月19日(震前108 d)达到峰值，最大幅值为平均值的9倍，同时从7月5日～9月6日持续偏离时间为62 d。聂荣地震前的热辐射异常时空特征具有短期预测意义，另外有些震例还表现出了临震热异常，如1989年7月21日四川巴塘Ms 5.8地震与同年9月20日云南嵩明Ms 5.8地震，分别在震前8 d与5 d出现地面增温异常[12]。这些异常指标对地震短临预测有指示意义，文章研究可为西藏地区监测地震提供震例经验。震前这种大面积的宏观异常可能与地震应力变化积累过程有关，震前应力变化使岩石受力失衡，应力积累使岩石脆性破裂。此过程中，一是岩石临近破裂时伴有红外辐射增温现象[13]；二是大震前的微小破裂可能为地下热能转移提供通道[13]；三是震前地球内部大量放气导致局部温室效应[14]。一次地震发生，由于应力环境和地下物质结构不同，从应力变化到积累使岩石失稳破裂需要的时间不同，不同震例热异常特征的差异性可能与此有关，这还有待进一步研究。

  

图2 聂荣Ms 5.1地震相对功率谱时空演化图Fig.2 Spatio-temporal evolution of relative power spectrum for Nierong earthquake with Ms 5.1

  

图3 2016年西藏聂荣地震相对功率谱及其背景值、标准差时序曲线图Fig.3 Time-series curves of relative power spectrum,background value and stand deviation for Neirong earthquake in 2016

参考文献

[1] Saraf A K，Rawat V，Das J，et al．Satellite detection of thermal precursors of Yamnotri, Ravar and Dalbandin earthquakes[J]．Nat Hazards，2012，61：861-872．

[2] 张铁宝，路茜，高阳，等．川滇块体中强震前热红外辐射异常研究[J]．地球学报，2016，27(2)：215-222．

[3] Ouzounov D，Bryant N，Logan T，et al．Satellite thermal IR phenomena associated with some of the major earthquake in 1999～2003[J]．Physics and Chemistry of the earth，2006，31：154-163．

[4] Tramutoli V，Aliano C，Corrado R，et al．On the possible origin of thermal infrared radiation (TIR) anomalies in earthquake-prone areas observed using robust satellite techniques (RST)[J]．Chemical Geology，2013，339：157-168．

[5] 康春丽，刘德富，荆凤，等．大地震红外热辐射异常信息时空特征分析[J]．地球物理学进展，2011，26(6)：1 897-1 905．

[6] 刘善军，刘鑫，吴立新，等．玉树地震前的微波辐射异常特征与机理分析[C] ∥《年刊》编委会编著．中国地球物理学会第二十八届年会论文集．北京：中国科学技术出版社，2012：674-674．

[7] 郭晓，张元生，钟美娇，等．汶川8.0级和仲巴6.8级地震中波红外热辐射异常[J]．地球学报，2014，35(3)：338-344．

[8] 戴勇，高立新，杨彦明．2015年阿拉善左旗5.8级地震前长波辐射异常研究[J]．地震，2016，35(2)：167-175．

[9] 解滔，康春丽，卢军，等．2012年彝良Ms 5.7和Ms 5.6地震热辐射亮温异常分析[J]．地球物理学进展，2013，28(5)：2 322-2 307．

[10] 陈顺云，刘培洵，刘力强，等．地表热红外辐射的小波分析及其在现今构造活动研究中的意义[J]．地球物理学报，2006，49(3)：824-830．

[11] 张元生，郭晓，钟美娇，等．汶川地震卫星热红外亮温变化[J]．科学通报，2010，55(3)：904-910．

[12] 徐秀登，强祖基，赁常恭．临震卫星热红外异常与地面增温异常[J]．科学通报，1991，4：291-294．

[13] 耿乃光，于萍，邓明德，等．热红外震兆成因的模拟实验研究[J]．地震，1998，18(1)：83-88．

[14] 徐秀登，徐向民，马升灯．卫星热红外临震异常成因机理的初步试验和认识[J]．浙江师范大学(自然科学版)，1993，16(3)：86-90．

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