本文關(guān)鍵詞：地震電離層異常統(tǒng)計特征與基于汶川M_S8.0地震的地—氣電磁耦合研究

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【摘要】：基于地面的電磁觀測是獲取地震前兆信息的傳統(tǒng)手段之一,也是目前資料獲取的主要手段。隨著地震天地一體化監(jiān)測的發(fā)展,衛(wèi)星GPS,尤其是法國DEMETER衛(wèi)星的發(fā)射并獲取了大量高性能連續(xù)的觀測數(shù)據(jù),一方面,地震科學家開展了大量地震電離層參數(shù)異常研究,另一方面,將地面觀測資料和空間電離層觀測資料相結(jié)合,開展地震相關(guān)巖石圈—大氣層—電離層(LAI)電磁耦合研究成為目前地震電磁研究的兩大方向和科學前沿。本文順應目前地震電磁研究的方向和趨勢,第一部分,利用DEMETER衛(wèi)星運行約6.5年的等離子濃度數(shù)據(jù)和期間全球發(fā)生的MW4.8以上震例,研究了地震電離層響應異常的統(tǒng)計特征。結(jié)果顯示,在同一檢測條件下,地震探測率隨震級、擾動出現(xiàn)時間和探測距離的增大而增大;淺源地震比深源地震更容易檢測到,深海地震更容易被檢測到與當?shù)氐碾婋x層擾動相關(guān);統(tǒng)計意義上,地震引起電離層離子濃度異常幅度隨震級增大而增大;全球范圍,地震探測率極不均衡,電離層存在變化活躍區(qū),如南大西洋磁異常區(qū),本區(qū)電離層擾動頻繁,地震探測率高,可信度低,電離層擾動與地震關(guān)系不密切;北半球中低緯度是有利的地震探測區(qū),且可信度大。地震相關(guān)電離層擾動異常出現(xiàn)頻次隨地震臨近而增高,主要出現(xiàn)在震前一周�？臻g上,擾動有隨地震臨近向震中運移的趨勢。第二部分,基于汶川地震前3天觀測到顯著從地面到高空電離層電磁異常,利用三個物理模型研究汶川地震前地—氣電磁耦合。首先,引用Freund等實驗室?guī)r石壓裂實驗得出電子—空穴理論和Kuo等巖石壓電模型,得出主破裂發(fā)生時,斷層輸出電流為A101.45?。其次,基于汶川地震前異常高潮期,距震中1440 km的高碑店臺記錄到ULF電場強度為1.3 m V/m,引用King等建立的地下水平電偶極子模型,模擬推算得到,若取觀測頻率f=1Hz,地下平均電導率m/S100.7?4???,主破裂長度l??km240時,推算的地電流大小為A101.38I??。最后,由于高碑店臺距離汶川地震的震中為1440 km,超過了電離層高度,電磁波傳播要考慮電離層的影響,因此,建立多層介質(zhì)內(nèi)水平電偶極子模型,將汶川地震主破裂斷層等效為地下有限長度電偶源,若取與電偶極子模型相同參數(shù)時,模擬和計算高碑店臺記錄在考慮電離層影響的電流分別為AIe5??101.3。對比上面三個模型得到的電流大小,認為,利用巖石壓電模型來計算驅(qū)動汶川地震前強空間電磁現(xiàn)象的“能量源”是合理的。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P315.7

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本文編號：1168831