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中国科学家首次提出大气地震学概念

2015-6-18 10:16:05

记者近日从中国科学院获悉,该院上海天文台金双根团队首次提出全球卫星导航系统(GNSS)大气地震学概念,或为监测和预报地震提供新的手段。

目前,人们常用地震仪和地表强震仪估量地震震级和破裂。但受到分辨率和精度限制,以及缺少近场实时观测,传统仪器无法准确估计地震前兆和孕育的详细过程及其释放传播特征。

科学家发现,地震和海啸等引起大气向周边和上空传播,引发大气扰动,大气观测或成为地震监测的一种新手段。

“我们常用全球卫星导航系统(GNSS)和甚长基线干涉测量(VLBI)观测等,借由它们获得中性大气延迟和电离层电子总含量(TEC),以监测和研究地震大气扰动特征。”金双根说。

金双根及其团队利用GNSS观测资料获得了全球大地震的电离层扰动及传播特征。他们发现,电离层扰动主要是由地震破裂后引发大气声波和重力波向上传播引起的。

科研人员的模拟结果给出地震电离层扰动特性,即产生的声波重力波靠近震中,而表面瑞利波和海啸在大气/电离层中分别产生声波和重力波。这些由固体地球/海洋和大气耦合产生的波向周边和上空传播,引起电离层等离子扰动。

金双根以2008年汶川地震和2011年日本地震为例,利用密集的GNSS观测获得了前震、同震和余震电离层扰动特征和传播模式与演化,“2011年日本地震电离层扰动高达4个以上TECU,扰动周期是10分钟到20分钟,余震地震电离层扰动逐渐减弱,传播到离震中400千米至600千米西北方向”。

这些科研成果发表于国际地球物理学期刊、国际地球科学期刊等。金双根坦言,由于真正前震、同震和余震电离层扰动信号很难分离,震前大气异常存在争议,还需进一步研究大气和地震耦合机制。他呼吁国内外同行利用大气探测手段进行研究,共同解决地震监测和预测难题。△

(张 素)

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