利用地基GPS观测数据研究与地震有关的电离层异常

地震 ›› 2008, Vol. 28 ›› Issue (4): 80-90.

利用地基GPS观测数据研究与地震有关的电离层异常

马新欣^1,2, 金红林², 孟国杰²

1.成都理工大学, 四川成都 610000;
2.中国地震局地震预测研究所, 北京 100036

收稿日期:2008-03-30 修回日期:2008-05-19 出版日期:2008-10-31 发布日期:2021-10-29
作者简介:马新欣(1983-), 女, 黑龙江齐齐哈尔人, 2006年在读硕士研究生, 主要从事GPS及电离层扰动方面的研究。
基金资助:
科技部科技支撑计划项目(2008BAC35B03)与中国地震局地震预测研究所基础科研业务专项(2007-39)资助

Research on Ionospheric Anomalies before Earthquakes Detected by Ground GPS Observation Data

MA Xin-xin^1,2, JIN Hong-lin², MENG Guo-jie²

1. Chengdu University of Technology, Chengdu 610000;
2. Institute of Earthquake science, CEA, Beijing 100036, China

Received:2008-03-30 Revised:2008-05-19 Online:2008-10-31 Published:2021-10-29

摘要/Abstract

摘要： 利用中国大陆GPS连续站观测数据, 根据电离层单层模型, 计算得到中国大陆上空电离层电子总含量TEC(Total Electron Content)值的时间序列。选取2001—2008年发生在中国大陆地区的11个M_S≥6.0地震, 分析了这11个地震前后TEC值时间序列的变化特征。分析结果显示, 地震活动期间距离震中700 km以外的GPS连续观测站上空TEC值的异常现象不明显, TEC值变化基本在0.5 TECU之内。 11个震例中有6个震例TEC值出现了负异常现象, 主要表现在震前1～5 d, 并且观测站距离震中越近, TEC值变化越明显, 少数震例在地震发生期间TEC值明显增加。研究认为, 利用GPS连续观测数据研究与地震有关的电离层前兆是可能的。

关键词: 电离层, GPS, TEC值分布, 地震异常

Abstract: Based on the single layer ionosphere model, we have processed the observational data at some continuous GPS observation stations and obtained total electron content (TEC) time series of the ionosphere. We have studied the TEC anomalies of 11 M_S≥6.0 earthquakes occurred in China's continent during 2001—2008. Results show that the TEC values at GPS continuous observation stations 700 km away from the epicenter have no obvious anomaly before and after earthquakes, and TEC variation is within 0.5 TECU. The TEC values at observation stations have negative anomalies for 6 earthquake case in 11 events. TEC anomalies mainly appeared 1 day to 5 days before the earthquakes, and the closer the station is to the epicenter, the larger the TEC anomalies becomes; during a few earthquakes TEC values increased significantly. The research results show that it is possible to identify ionospheric anomalies before earthquakes from continuous GPS observation data.

Key words: Ionosphere, GPS, Distribution of TEC values, Earthquake anomaly

中图分类号:

P315.7

马新欣, 金红林, 孟国杰. 利用地基GPS观测数据研究与地震有关的电离层异常[J]. 地震, 2008, 28(4): 80-90.

MA Xin-xin, JIN Hong-lin, MENG Guo-jie. Research on Ionospheric Anomalies before Earthquakes Detected by Ground GPS Observation Data[J]. EARTHQUAKE, 2008, 28(4): 80-90.

参考文献

[1] 林钰翔. 利用电离层观测地震前兆[D]. 台湾: 国立中央大学, 3-5, 2004.
[2] Liu J Y, Chen Y I, Pulinets S A, et al. Seismo-ionospheric signatures prior to M≥6.0 Taiwan earthquakes[J]. Geophysical research letters, 2000, 19: 3113-3116.
[3] Liu J Y, Chuo Y J, Pulinets S A, et al. A study on the TEC perturbations prior to the Rei-Li,Chi-Chi and Chia-Yi earthquakes[J]. Seismo Electromagnetics, 2004, 4: 297-301.
[4] Liu J Y, Chuo Y J, Shan S J, et al. Pre-earthquake ionospheric anomalies registered by continuous GPS TEC measurements[J]. Annales Geophysicae, 2004, 22: 1585-1590.
[5] Liu J Y, Chen C H, Chen Y I, et al. Seismo-geomagnetic anomalies and M≥5.0 earthquakes observed in Taiwan during 1988—2001[J]. Physics and Chemistry of the Earth, 2006, 31: 215-222.
[6] 丁鉴海, 索玉成, 余素荣. 昆仑山口西8.1级地震前电离层与磁场短期异常对比研究[J]. 地震, 2004, 23(1): 104-111.
[7] 丁鉴海, 余素荣, 肖武军. 地磁场与电离层异常现象及其与地震的关系[J]. 空间科学学报, 2005, 25(6): 536-542.
[8] 吴云, 乔学军, 周义炎. 利用地基GPS探测震前电离层TEC异常[J]. 大地测量与地球动力学, 2005, 25(2): 36-40.
[9] 张强, 吴云, 林剑, 等. 震前电离层TEC异常分析[J]. 大地测量与地球动力学, 2007, 27(3): 91-96.
[10] Thomas Dautermann, Eric Calais, Jennifer Haase, et al. Investigation of ionospheric electron content variations before earthquakes in southern California, 2003—2004[J]. Journal Of Geophysical research, 2007, 12: 1230-1231 .
[11] 蔡军涛, 赵国泽, 詹艳. 地震期间电离层扰动现象研究[J]. 地球物理学进展, 2007, 22(3): 695-701.
[12] 范效来. 利用GPS观测资料反演电离层电子密度变化探讨电离层扰动与地震的关系[D]. 武汉: 中国地震局地震研究所, 34, 2006.
[13] Pulinets S A, Ouzouno D, Ciraolo L, et al. Thermal, atmospheric and ionospheric anomalies around the time of the Colina M7.8 earthquake of 21 January 2003[J]. Annales Geophysicae, 2006, 24: 1-15.
[14] Sergey Pulinets. Ionospheric precursor of earthquake: Recent advances in theory and practical applications[J]. TAO, 2004, 15(3): 413-435.

[1]	付阿龙, 安张辉, 范莹莹, 元丽华, 侯泽宇. 地电场地震异常频率相关性统计特征研究[J]. 地震, 2023, 43(4): 135-152.
[2]	张璐, 江盟, 荆凤. 基于遥感技术的海洋/近海地震异常研究进展与展望[J]. 地震, 2023, 43(4): 200-214.
[3]	郭雨帆, 杜晓辉, 董磊, 汤兰荣, 赵爱平, 王甘娇. 基于张衡一号卫星监测的2021年青海玛多7.4级地震前电离层效应[J]. 地震, 2023, 43(2): 85-102.
[4]	乔小铃, 刘静. 2020年8月18日印度尼西亚M_S7.0地震电离层扰动研究[J]. 地震, 2023, 43(2): 103-119.
[5]	王菲, 刁法启, 潘正洋, 邵志刚. 基于地壳变形观测资料分析广义海原断裂运动状态[J]. 地震, 2022, 42(4): 14-24.
[6]	杨剑, 张宇, 胡良晨, 王兰炜, 祝芙英. 2017年九寨沟M7.0地震前临震电离层异常研究[J]. 地震, 2022, 42(4): 100-110.
[7]	王亚璐, 张学民, 泽仁志玛, 王晓. 考虑电离层离子的ELF/SLF电磁波传播特性数值模拟研究[J]. 地震, 2022, 42(4): 111-126.
[8]	张学民, 刘静, 周煜林, 杜晓辉. 2021年云南漾濞M_S6.4地震和青海玛多M_S7.4地震前后的电离层扰动[J]. 地震, 2022, 42(3): 1-20.
[9]	邹芳, 孟国杰, 苏小宁, 吴伟伟, 赵倩, 佘雅文, ThantMyo. 2021年云南漾濞M_S6.4地震震前地壳形变特征研究[J]. 地震, 2022, 42(3): 21-36.
[10]	王岩, 邵媛媛, 张博, 郭晓燕, 翟丽娜, 杨士超. 逻辑树在辽宁地区地震危险性分析中的应用[J]. 地震, 2022, 42(3): 111-123.
[11]	常金龙, 甘卫军, 孟令升, 朱成林, 刘俊清. GPS应变场云图方法识别地震形变场异常初步分析[J]. 地震, 2021, 41(3): 22-31.
[12]	周煜林, 张学民, 刘静, 熊攀, 欧阳新艳. 四川及周边地区TEC异常与印度尼西亚地震关联性研究[J]. 地震, 2021, 41(3): 157-170.
[13]	翟笃林, 林剑, 张学民, 宋锐, 熊攀. 2019年四川长宁M_S6.0地震前电离层TEC异常分析[J]. 地震, 2021, 41(3): 171-191.
[14]	李军辉, 姜楚峰, 吴迎燕, 范文华, 冯丽丽. 强震前地磁日变化感应电流线状集中分布孕震机理研究[J]. 地震, 2021, 41(3): 219-228.
[15]	张学民, 刘静, 熊攀, 周煜林. 2020年新疆于田6.4级地震前电离层扰动现象分析[J]. 地震, 2021, 41(2): 145-157.