[发明专利]一种电离层与地震前兆相关量时空特性分析方法

说明书

一种电离层与地震前兆相关量时空特性分析方法，基于电离层斜测站接收到探测链路的数据，利用反演得到观测链路中点的电离层临界频率，利用多维空间重构方法，得到电离层临界频率空间变化规律，以及电离层变化态势分析结果，此结果可为电离层异常分析、地震前兆分析提供基础。

技术领域

本发明属于地震前兆分析领域，尤其涉及一种电离层与地震前兆相关量时空特性分析的方法。

背景技术

地震前兆预报是目前全世界面临的科学难题。电离层能够提供清晰的地震前兆响应。为了推进前兆地震预报研究的发展，许多科学家不断地探索地震观测与预报的新方法，其中利用地震前的电离层异常现象以及地震电离层耦合理论来研究地震预报成为目前的热点之一。

近些年来，随着电离层观测站点的增多，全球定位系统反演技术的发展，以及相关监测卫星的使用，科学家们观测到了更多强震前后的电离层数据．对这些数据进行分析研究，人们发现多种震前电离层参数发生了扰动，如电子浓度，临界频率、虚高，电子浓度总含量、离子浓度温度以及电离层电磁辐射背景中超低频、极低频等等。Barnes(1965年)在1964年阿拉斯加大地震时，发现电离层有扰动现象的发生，而此次的观测分析似乎是第一次发现电离层的扰动与地震的发生两者之间存在某种关联性^【1】。之后Pulinets(1998年)用电离层观测仪分析电离层F2层的临界频率、最大电子浓度NmF2和层高度的日变化，发现在1979-1981年发生的几个强震前，这些电离层参数有扰动存在,其中foF2会异常减小，高度会异常增大^【2】。Pulinets(1998年)研究发现，层电离层异常区与震源区的位置是对应的，但是异常的峰值点与震中的投影点不是重合的，发生扰动的异常区的直径大概是量级，而且有时异常扰动区在相对应的另一个半球的磁共轭区也可以观测到^【3】。对比1997年11月8日玛尼7.5级与2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震前磁场与电离层异常分布及特征，结果显示，两次巨大地震前磁场与电离层短临异常时空分布特征有较好的一致性，震中周围出现日变异常，拉萨台出现电离层foF2明显异常^【4】。汶川地震前3天（5月9日），重庆电离层发生重大异常,foF2明显增加，幅度很大，约为背景参考值的3倍多^{【5】【6】}。昆明foF2于前3天（5月9日）、前2天（5月10日）也明显增加，幅度也很大^{【7】【8】}。表明了地震活动引起的电离层临界频率foF2的变化确实存在。2004年JY Liu等人分析了1994~1999年共184次M>5.0级地震在震前foF2的变化情况，发现震前5天内foF2降低百分比超过25%，随着震级的增加震前电离层异常情况逐步显著，证明在地震发生前出现的电离层扰动可能与地震相关^【9】。

为进一步研究前兆地震预报研究，同时充分利用电离层的相关数据，急需采用一种有效的方法，用于分析电离层与地震前兆相关量的时空特性，为电离层异常与地震前兆分析提供基础。

参考文献

【1】Leonard R S, Jr R A B. Observation of ionospheric disturbancesfollowing the Alaska earthquake[J]. Journal of Geophysical Research, 1965, 70(5):1250–1253.

【2】PULINETS S A,LEGENKA A D,KARPACHEV A T.The earthquakes predictionpossibility on the base of topside sounding data[J]. 1991,34a(981):25.