華東地區(qū)中強(qiáng)地震前OLR渦度場(chǎng)異常分析

陶月潮 李軍輝 王 俊 何 康 鄭海剛 王雪瑩 陶 媛 方 震（安徽省地震局，合肥 230031）

華東地區(qū)中強(qiáng)地震前OLR渦度場(chǎng)異常分析

陶月潮 李軍輝 王 俊 何 康 鄭海剛 王雪瑩 陶 媛 方 震
（安徽省地震局，合肥 230031）

自20世紀(jì)80年代起，國(guó)外地震科學(xué)家相繼開(kāi)始將衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用于地震活動(dòng)性研究的嘗試。我國(guó)地震學(xué)家在利用氣象衛(wèi)星資料探索地震熱紅外輻射前兆領(lǐng)域，也取得了有意義的進(jìn)展。地震發(fā)生和孕育過(guò)程中，伴隨許多與電磁輻射相關(guān)聯(lián)的“震兆”現(xiàn)象。衛(wèi)星遙測(cè)長(zhǎng)波輻射通量即“OLR”（Outgoing Longwave Radiation）作為反映地-氣系統(tǒng)電磁輻射能量的一部分，有可能是監(jiān)視和預(yù)報(bào)地震的一種新途徑。因此，筆者將衛(wèi)星遙測(cè)長(zhǎng)波輻射通量變化的分析，應(yīng)用于震情跟蹤工作，分析了華東地區(qū)中強(qiáng)地震前長(zhǎng)波輻射通量渦度場(chǎng)異常特征。

（1）資料選取及處理方法。利用美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局NOAA系列極軌衛(wèi)星遙感的“地-氣系統(tǒng)”射出長(zhǎng)波輻射數(shù)據(jù)資料，截取出以我國(guó)為中心的矩形區(qū)域范圍數(shù)值作為分析數(shù)據(jù)。

為避開(kāi)太陽(yáng)輻射的影響，采用夜間的觀測(cè)數(shù)據(jù)，處理成可用于mapsis軟件繪制等值線圖的GRD格式文件，將OLR數(shù)據(jù)與地理經(jīng)緯度通過(guò)軟件進(jìn)行關(guān)聯(lián)。處理得到長(zhǎng)波輻射月均值和月均值渦度場(chǎng)資料，主要研究區(qū)域?yàn)槿A東地區(qū)（113°～124°E，29°～37°N）。

月均值渦度場(chǎng)分析：“渦度”是指OLR經(jīng)緯網(wǎng)格數(shù)據(jù)中任一網(wǎng)格點(diǎn)位的輻射強(qiáng)度與其相鄰網(wǎng)格點(diǎn)位輻射強(qiáng)度的差值，表達(dá)式為：

式中，S?m(xi,j,y i, j)為某一網(wǎng)格點(diǎn)位每月渦度值；為該網(wǎng)格點(diǎn)位每月OLR平均值；x為緯度，y為經(jīng)度；i，j 為任意網(wǎng)格點(diǎn)位。

（2）資料分析。華東地區(qū)，1979年1月至1997年12月共發(fā)生5級(jí)以上地震11次，分析發(fā)現(xiàn)，9次地震發(fā)生前1～3個(gè)月OLR月均值渦度場(chǎng)出現(xiàn)高值或顯著增大，對(duì)應(yīng)率達(dá)81.8%。

由于逐月渦度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果中高值的出現(xiàn)率較大，因此，存在嚴(yán)重的虛報(bào)問(wèn)題。為了盡可能降低虛報(bào)率，我們通過(guò)計(jì)算，選取合適的異常閾值。多次計(jì)算表明，以月均值渦度值≥7.5 w/m2為異常指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)1979年溧陽(yáng)、1994年南黃海、1995年蒼山、1996年長(zhǎng)江口以東、1997年南黃海等5次中強(qiáng)地震前1～2個(gè)月，選定區(qū)域內(nèi)渦度值高出閾值。另外，1983年菏澤地震前5個(gè)月，選定區(qū)域內(nèi)渦度值也高出閾值。

預(yù)報(bào)效能R值評(píng)分：應(yīng)用OLR月均值渦度場(chǎng)提取異常，選定區(qū)域?yàn)?13°～124°E，29°～37°N，研究時(shí)間：1979年1月至1997年12月，區(qū)域內(nèi)共發(fā)生5級(jí)以上地震11次。

異常提取指標(biāo)：區(qū)域內(nèi)月均值渦度值≥7.5 w/m2，為異常月，預(yù)報(bào)1～2個(gè)月內(nèi)有5級(jí)以上地震，地點(diǎn)在異常點(diǎn)2.5°×2.5°區(qū)域及附近。

R=（報(bào)對(duì)地震的次數(shù)/應(yīng)預(yù)報(bào)地震的總次數(shù)）?（預(yù)報(bào)占用的時(shí)間/預(yù)報(bào)研究的總時(shí)間）＝（5/11）?（34/228）＝0.305。根據(jù)研究時(shí)間段，該方法報(bào)對(duì)地震5次，漏報(bào)6次，查表得R0＝0.288，R> R0，表明該方法具有一定的預(yù)報(bào)意義。

（3）結(jié)果與討論。上述震例分析表明，中強(qiáng)地震前OLR異常，可能在震前1～3個(gè)月內(nèi)最為顯著，地震前OLR月均值渦度高值異常較突出。研究得出，應(yīng)用異常提取指標(biāo)：區(qū)域內(nèi)月均值渦度值≥7.5 w/m2為異常月，預(yù)報(bào)1～2個(gè)月內(nèi)有5級(jí)以上地震，地點(diǎn)在異常點(diǎn)2.5°×2.5°區(qū)域及附近，具有一定的預(yù)報(bào)效能。

因此，通過(guò)分析和提取衛(wèi)星遙感長(zhǎng)波輻射通量的異常變化，結(jié)合該區(qū)域地形變、深井水溫以及電磁輻射等前兆短臨異常，有可能對(duì)中強(qiáng)地震作出具有一定減災(zāi)效能的預(yù)報(bào)。