近年来,世界许多地方地震多发,有专家认为地球进入新的地震活跃期,如何进行地震预报又成为众人议论的热门话题。而利用卫星监测乃至预报地震,已成为科学家们研究的重要领域。
居高临下一目了然优点多
对地观测卫星具有全天候、全天时、全球性、周期短、效率高、动态性强等优点。例如,卫星图像可用于描述地球的新构造运动结构,确定地震风险带的地震构造条件;空间探测能克服地面测地勘探测量中的许多限制,现已成为评估地球断层、板块边界运动、位移情况的有力工具,精度甚至可达毫米级。基于上述优点,利用卫星监测地震,及时获取地震前兆信息,实现地震短临预报目的,已经成为各国地震科学家的研究热点。
现在,用卫星研究地震预报已有多种,比如,可用GPS导航定位卫星监测地壳变化来预报地震。另外,地震会引起地球表面的引力变化,用卫星监测地球引力变化的异常数据,也可能为地震预报做出贡献。
不过,目前用卫星直接预报地震的方式主要有两种:一种是使用气象卫星监测地表热红外辐射的异常变化来预报地震;另一种是使用地震电磁卫星监测某地电磁场的异常变化来预报地震,而且后者已成为发展主流。
地表热红外辐射透先兆
20世纪80年代末,我国地震工作者开始利用气象卫星获取的热红外数据进行地震预报实验研究。1990年,俄罗斯也发现了地震前有卫星热红外增温现象。这些都为利用卫星遥感红外技术研究地震预报提供了新的线索,此后这方面的研究受到地震学者的广泛关注。
1990年至2000年,国家地震局和国家气象局借助气象卫星、资源卫星获取的红外实测数据,首创了地震短临预报技术,进行了100次地震预报,预报准确率在50%以上。实践证明,利用卫星热红外信息进行地震短临预报在预报强震方面有一定效果,因为强震前异常反应强烈,在图像上显示的异常增温较明显;而小地震前异常反应不明显,对其预报判读的准确性比强震差。
这种方法也存在很多局限,在2008年5月21日汶川大地震前,由于当地连日阴雨天,受云层的干扰,卫星热红外辐射计探测不到云层下低空大气的温度,所以可能无法做出临震前预报。
建立“卫星群”是未来趋势
受运行周期、卫星性能等的影响,用一颗地震卫星观测只能获取有限的地震前兆信息。由于在一次较大地震发生前的一个月时间内,一颗卫星飞过地震震中上空的次数也就几次,而且持续时间非常短,所以可以获得的观测数据非常少,仅凭这些数据来判断地震的时间、空间和强度是非常困难的。
如果能建立包括监测电磁、重力、热红外辐射等多种不同类型卫星组成的“卫星群”,则可满足地震预报要求。卫星数量和种类越多,资料积累就越多,有利于地震电磁耦合机理、地震前兆特征和干扰研究。
目前美国、俄罗斯、乌克兰、意大利、日本等,都有发射监测电磁的地震卫星计划,其中不少拟建立观测“卫星群”,它是地震卫星观测的发展方向。据悉,我国也正在研制地震卫星。未来,在我国地震卫星发射之后,可以与国外的卫星合作,组成“卫星群”编队飞行,这样可提高时间分辨率,从而尽可能捕捉到地震短临前兆。
(据《北京日报》)
延伸阅读
2016年,我国将发射首颗地震卫星
我国处于世界两大地震带之间,是一个多地震的国家。资料显示,20世纪有1/3的陆上破坏性地震发生在我国,死亡人数约60万,占全世界同期因地震死亡人数的一半左右。所以,我国有关专家认为,发展地震卫星十分必要。
据我国地震卫星计划实施专家组负责人申旭辉介绍,我国将在2016年发射首颗地震卫星——电磁监测试验卫星。该卫星采用CAST小卫星平台,运行在太阳同步圆轨道,轨道高度约500千米。我国电磁监测试验卫星将获取全球低频电磁场和电离层等离子体及高能粒子观测数据,研究与地震相关的电离层变化现象,总结地震电离层前兆特征,探索地震电离层耦合机理和地震预测方法,为空间科学、电波科学以及地球物理研究等提供数据信息服务。
(据《北京日报》)