苗崇剛 文 翔* 周 斌 張 華 原永東 黃惠寧

1)廣西壯族自治區(qū)地震局， 南寧 530022 2)中國(guó)地震局地球物理研究所， 北京 100081

景谷6.6級(jí)地震前后MODIS衛(wèi)星熱紅外信息分析

苗崇剛1)文 翔1)*周 斌1，2)張 華1)原永東1)黃惠寧1)

1)廣西壯族自治區(qū)地震局， 南寧 530022 2)中國(guó)地震局地球物理研究所， 北京 100081

收集了2014年7月至2015年1月云南景谷MS6.6地震區(qū)連續(xù)的MODIS/Terra衛(wèi)星遙感熱紅外資料， 經(jīng)過(guò)去云等數(shù)據(jù)處理， 選取觀測(cè)質(zhì)量最佳的北京時(shí)間凌晨4— 6時(shí)的熱紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行地表溫度反演， 分析地震前、 后地表溫度異常時(shí)間演化過(guò)程及其異常空間分布與活動(dòng)斷裂的關(guān)系， 并討論了震區(qū)地形地貌、 季節(jié)性氣候等非構(gòu)造因子對(duì)地溫異常的影響。結(jié)果表明： 1)在景谷MS6.6地震發(fā)生前2個(gè)月震中附近出現(xiàn)熱紅外異常增溫現(xiàn)象， 異常增溫與發(fā)震時(shí)間有一定的對(duì)應(yīng)性。顯著增溫主要表現(xiàn)在震前半個(gè)月左右， 震前7d異常增溫幅度達(dá)到峰值， 震后溫度逐步降低， 同時(shí)景谷MS5.8、MS5.9強(qiáng)余震發(fā)生前半月也存在一定程度的異常升溫； 2)與地形地貌、 季節(jié)性氣候等非構(gòu)造因子的相關(guān)分析表明， 景谷MS6.6地震反映出破年變的震前構(gòu)造 “增溫”信息； 3)異常升溫由震中沿SN—NE向共軛斷裂交叉發(fā)育， 這與景谷MS6.6地震區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)水平最大主應(yīng)力NNE-SSW向優(yōu)勢(shì)分布較為一致， 充分考慮地形地貌、 季節(jié)性氣候等非構(gòu)造因素對(duì)異常升溫的影響， 認(rèn)為此次景谷MS6.6地震前熱紅外升溫可能為震前短臨異?，F(xiàn)象。

景谷MS6.6地震 地表溫度 地形地貌 季節(jié)變化 前兆異常

0 引言

衛(wèi)星遙感熱紅外異常是指地球大氣系統(tǒng)輻射的能量信息， 通過(guò)反演后得到的地面溫度， 包含著地球內(nèi)部的熱信息(強(qiáng)祖基等， 1992)。通過(guò)對(duì)衛(wèi)星熱紅外異常的時(shí)空分析， 不僅可以識(shí)別已有的地質(zhì)構(gòu)造， 而且還可能依據(jù)熱紅外異常的變化過(guò)程分析地質(zhì)構(gòu)造的活動(dòng)狀態(tài)， 發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害前兆。20世紀(jì)90年代以來(lái)， 國(guó)內(nèi)外不少地震學(xué)者(李茂瑋等， 1996； 孔令昌等， 1997； 劉德富等， 1997； 馬瑾等， 2000， 2006； 徐秀登等， 2000； Gabrielovetal.， 2000； 張?jiān)龋?2002； 鄧志輝等， 2003； 康春麗等， 2003； 陳梅花等， 2003， 2007； Freundetal.， 2003； 單新建等， 2005a， b； 郭曉等， 2005； Tramutolietal.， 2005; Arunetal.， 2005; Ouzounovetal.， 2006; 方穎等， 2012)分別對(duì)不同地區(qū)中強(qiáng)構(gòu)造地震震前熱紅外地溫、 亮溫、 長(zhǎng)波輻射等異常進(jìn)行了研究， 試圖找出異常與地震 “時(shí)、 空、 強(qiáng)”三要素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。目前， 地震前紅外異常與活動(dòng)斷裂的熱活動(dòng)狀態(tài)研究取得了大量有意義的成果， 但就現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題， 也有學(xué)者提出一些值得討論的難點(diǎn)問(wèn)題(郭衛(wèi)英等， 2004， 2006， 2008； 馬瑾等， 2005； 屈春燕等， 2006a， b)。一是地物紅外輻射異常的成因復(fù)雜； 二是地形地貌、 大氣狀況、 巖石含水性和導(dǎo)電性、 植被長(zhǎng)勢(shì)、 風(fēng)雨雪、 緯度和季節(jié)變化等自然因素都會(huì)給我們正確判識(shí)震兆異常帶來(lái)困難。因此， 客觀認(rèn)識(shí)各種非震因素的干擾， 提取真正與斷層活動(dòng)有關(guān)的熱信息， 是利用衛(wèi)星紅外遙感技術(shù)進(jìn)行地震預(yù)報(bào)的前提條件之一。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上， 以2014年10月7日云南景谷MS6.6地震為例， 基于連續(xù)MODIS衛(wèi)星遙感熱紅外數(shù)據(jù)， 反演得到了震中附近地表溫度場(chǎng)的變化圖像， 分析地震前、 后地表溫度異常時(shí)間演化過(guò)程及其異?？臻g分布與活動(dòng)斷裂的關(guān)系， 并討論了震中附近地形地貌、 季節(jié)性氣候等非構(gòu)造因素對(duì)地溫異常的影響。

1 研究區(qū)域概況

2014年10月7日云南景谷(23.4°N， 100.5°E)發(fā)生MS6.6地震， 震區(qū)附近地震活動(dòng)較強(qiáng)， 歷史以來(lái)周邊100km范圍內(nèi)共發(fā)生5級(jí)以上地震30次， 其中5～5.9級(jí)16次， 6～6.9級(jí)11次， 7～7.9級(jí)3次。此次景谷MS6.6地震是2000年以來(lái)云南省境內(nèi)發(fā)生的最大地震， 由于震區(qū)人口密度低、 房屋結(jié)構(gòu)抗震性能較好， 此次地震造成較少的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。景谷地震發(fā)震斷層為NNW—近SN向普文斷裂的NW延長(zhǎng)處(http: ∥www.eq-igl.ac.cn/channels/43.html)， 研究區(qū)域的主要活動(dòng)構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 2014年景谷MS6.6地震發(fā)震構(gòu)造圖Fig. 1 Seismogenic fault for the 2014 Jinggu MS6.6 earthquake.背景為DEM地形圖； F1 普文斷裂， F2 瀾滄江斷裂， F3 景谷斷裂， F4 勐庫(kù)河斷裂， F5 普洱斷裂， F6 把邊江斷裂， F7 南江河斷裂， F8 黑河斷裂， F9 哀牢山斷裂， F10 紅河斷裂

2 MODIS數(shù)據(jù)與反演過(guò)程

近年來(lái)， 用于衛(wèi)星遙感熱紅外地震短臨前兆研究的數(shù)據(jù)源大多來(lái)自GMS-5、 AVHRR靜止氣象衛(wèi)星和MODIS極軌衛(wèi)星的遙感資料。三者相比較， MODIS數(shù)據(jù)優(yōu)于GMS-5、 AVHRR(劉放等， 2007)。本文MODIS數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)航空局(NASA)網(wǎng)站(http: ∥ladsweb.nascom.nasa.gov/data/search.html)， MODIS影像空間分辨率為1km， 根據(jù)熱紅外輻射在大氣中傳輸?shù)奶攸c(diǎn)， MODIS熱紅外數(shù)據(jù)的第31和32波段最適合反演地表溫度?？紤]到在凌晨05: 00前后， 太陽(yáng)輻射造成的影響最小， 最能反映地表溫度場(chǎng)狀況， 故本文選用凌晨05: 00前后過(guò)境的熱紅外波段31和32數(shù)據(jù)， 利用毛克彪(2004)提出的劈窗算法反演震中附近溫度場(chǎng)的變化圖像。劈窗算法表達(dá)式為

(1)

式(1)中，TS為地表溫度，T31和T32分別為MODIS第31和32波段的亮度溫度，A0、A1和A2為分裂窗算法參數(shù)(毛克彪， 2004)， 具體算法流程見(jiàn)圖2。

圖2 基于MODIS數(shù)據(jù)地表溫度反演的劈窗算法流程Fig. 2 Flow chart of retrieving LST from MODIS with split-window algorithm.

在遙感影像處理中， 由于氣候原因， 大多時(shí)候獲取的信息都有云噪聲的干擾， 這就直接影響地表溫度反演精度， 因此云去除就成為MODIS數(shù)據(jù)預(yù)處理中的1個(gè)重要環(huán)節(jié)?？紤]到薄云和厚云的成像原理和在圖像中成像的特點(diǎn)各不相同， 針對(duì)不同的云層厚度應(yīng)采用不同的去云方法。在薄云去除方面， 由于薄云導(dǎo)致圖像的動(dòng)態(tài)范圍縮小， 影像的細(xì)節(jié)部分被遮蓋， 從而降低了清晰程度； 同時(shí)薄云噪聲造成圖像頻譜在低頻分量上的增強(qiáng)。因此， 通過(guò)增強(qiáng)影像的高頻成分、 抑制低頻成分達(dá)到去除薄云的目的。本文采用 “同態(tài)濾波法”(劉洋等， 2008； 任歡， 2013)進(jìn)行薄云去除， 此方法根據(jù)薄云覆蓋信息在頻域上通常占據(jù)低頻信息這一特點(diǎn)， 將遙感影像變換到頻域， 然后去除低頻信息， 并對(duì)結(jié)果進(jìn)行增強(qiáng)， 以增強(qiáng)云覆蓋下的地物信息。在厚云去除方面， 考慮到受厚云影響的影像區(qū)域(作為目標(biāo)圖像)基本上不能對(duì)其覆蓋區(qū)域下的地物信息進(jìn)行復(fù)原， 因此本文采用 “數(shù)據(jù)置換法”(劉放等， 2007； 任歡， 2013)進(jìn)行厚云去除處理。此方法根據(jù)MODIS傳感器的回訪周期， 采用多時(shí)相遙感成像季節(jié)和地物特征， 選定同一地區(qū)成像質(zhì)量較高的替補(bǔ)圖像， 對(duì)替補(bǔ)圖像進(jìn)行預(yù)處理， 并把2圖像進(jìn)行精確配準(zhǔn)， 進(jìn)而替換融合厚云覆蓋區(qū)域， 去除厚云干擾。同時(shí)， 本文考慮到研究區(qū)內(nèi)每15d內(nèi)凌晨5～7時(shí)3d以上若為無(wú)云天氣(http: ∥tianqi. 2345. com/wea_history/70871.htm)， 則認(rèn)為此時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)地表溫度反演精度干擾較小， 可直接參與反演計(jì)算。

衛(wèi)星遙感觀測(cè)到的熱紅外地表溫度非常復(fù)雜， 它在空間分布上受地形、 地貌、 介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)等方面影響， 即使在正常氣象條件和無(wú)地震活動(dòng)情況下， 紅外地溫背景也是不均一的(徐秀登等， 2000)； 在時(shí)間上它同時(shí)受氣象和構(gòu)造活動(dòng)的影響， 震前紅外異常往往疊加了氣象因素引起的地溫變化， 這為震前紅外異常識(shí)別增加了難度。對(duì)紅外增溫機(jī)制目前也無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)， 研究區(qū)域越廣， 下墊面差異就越大， 影響因子也越多； 就目前的研究水平而言， 還無(wú)法做到面面俱到。將研究區(qū)域局限于活動(dòng)斷裂帶附近， 可以在一定程度上簡(jiǎn)化影響因子(鄧志輝等， 2003)。因此， 本文以景谷MS6.6地震附近活動(dòng)斷裂區(qū)域(22°～25°N， 99°～102°E)為研究對(duì)象， 選取2014年7月20日至2015年1月20日MODIS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)， 采用 “同態(tài)濾波法”與 “數(shù)據(jù)置換法”進(jìn)行去云處理， 利用劈窗算法(圖2)進(jìn)行地表溫度反演， 產(chǎn)出各個(gè)時(shí)段前后15d的地溫均值， 分析地震前后熱紅外異常時(shí)間演化過(guò)程， 并將提取的異常圖像與活動(dòng)斷裂疊加， 探討熱紅外異?？臻g分布與活動(dòng)斷裂的關(guān)系， 反演結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 景谷MS6.6地震前后熱紅外異常演化圖像Fig. 3 The evolution patterns of thermal infrared anomaly before and after the Jinggu MS6.6 earthquake.

(1)7月20日至8月4日， 溫度場(chǎng)反演圖像反映出呈NE向發(fā)育的景谷斷裂和NNW—近SN向發(fā)育的普文斷裂北段存在個(gè)別點(diǎn)增溫現(xiàn)象(圖3a)； 8月5—20日， 景谷斷裂、 普文斷裂北段、 瀾滄江斷裂中段以及普洱斷裂北段出現(xiàn)多個(gè)熱源點(diǎn)， 之后熱源不斷向周邊斷裂擴(kuò)散， 景谷斷裂、 普文斷裂北段、 瀾滄江斷裂、 普洱斷裂北段以及勐庫(kù)河斷裂呈現(xiàn)升溫趨勢(shì)(圖3b)。從8月21日開(kāi)始， 震中及周邊區(qū)域異常熱源面積逐步增大， 擴(kuò)展成片， 異常區(qū)域顏色發(fā)黃(圖3c)。9月6—21日溫度場(chǎng)反演圖像反映出景谷斷裂、 普文斷裂北段、 瀾滄江斷裂中段、 普洱斷裂北段、 黑河斷裂中段以及勐庫(kù)河斷裂附近異常升溫區(qū)域近SN向發(fā)育， 呈條帶狀， 顏色發(fā)紅且偏深， 主要分布于22°40′～25°N， 99°20′～101°20′E(圖3d)。

(2)9月22日至發(fā)震當(dāng)天的溫度場(chǎng)反演圖像顯示異常升溫主要分布于景谷斷裂、 瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域， 地表溫度達(dá)到峰值， 平均值為26℃左右， 而南江河斷裂、 把邊江斷裂、 哀牢山斷裂附近區(qū)域平均溫度值為22℃左右(圖3e)。10月7日景谷MS6.6地震發(fā)生后， 震區(qū)附近地表溫度逐步下降， 10月24日—11月8日溫度場(chǎng)圖像表明震中深棕色增溫區(qū)域減少， 色彩偏淡， 熱源由震中向四周擴(kuò)散(圖3g)。從11月9日開(kāi)始， 異常升溫幅度由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)， 景谷斷裂、 普文斷裂北段、 瀾滄江斷裂中段以及普洱斷裂北段附近區(qū)域異常升溫逐步增大； 11月25日—12月6日溫度場(chǎng)圖像顯示景谷斷裂、 瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域存在顯著異常升溫， 隨后12月6日發(fā)生景谷MS5.8、MS5.9強(qiáng)余震(圖3i)， 震后震區(qū)附近地表溫度降幅明顯。12月23日之后震區(qū)附近異常增溫區(qū)域基本消失(圖3k，l)， 具體異常描述見(jiàn)表1。

表1 景谷MS6.6地震前異常升溫統(tǒng)計(jì)表

Table1 Statistic of anomalous increase of land surface temperature before Jinggu MS6.6 earthquake

序號(hào)異常時(shí)間(月-日)升溫區(qū)域升溫面積/km2升溫幅度/℃107-20—08-04景谷斷裂、普文斷裂北段約0.2×1051～3208-05—08-20景谷斷裂、普文斷裂北段、瀾滄江斷裂中段、普洱斷裂北段約0.3×1051～4308-21—09-05景谷斷裂、普文斷裂北段、瀾滄江斷裂、普洱斷裂北段、勐庫(kù)河斷裂約0.4×1052～5409-06—09-21景谷斷裂、普文斷裂北段、瀾滄江斷裂中段、普洱斷裂北段、黑河斷裂中段、勐庫(kù)河斷裂,呈條帶狀約0.5×1053～5509-22—10-07景谷斷裂、瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域,成片狀約0.6×1053～6610-08—10-23景谷斷裂、瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域約0.5×1053～4711-09—11-24景谷斷裂、普文斷裂北段、瀾滄江斷裂中段以及普洱斷裂北段約0.4×1052～4811-25—12-06景谷斷裂、瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域,成片狀約0.5×1052～5

3 討論

3.1 震區(qū)地溫異常與地形地貌因子的關(guān)系

地形因子是正確判識(shí)震兆異常的干擾因素之一， 單新建等(2004)認(rèn)為高原、 山脈等海拔較高地區(qū)地表溫度整體背景偏低， 盆地和低海拔地區(qū)地表溫度整體背景偏高， 它們之間有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 特別要注意溝谷和山脈， 由于溝谷地勢(shì)較低， 水系縱橫， 地表含水量高， 即使正常情況地表溫度也往往比附近山脈地區(qū)高。馬曉靜等(2008)認(rèn)為華南地區(qū)亮溫梯度的變化范圍為0.118～0.384℃/100m， 但在一定的區(qū)域、 時(shí)間段內(nèi)， 地溫背景與地形是穩(wěn)定的， 通過(guò)跟蹤時(shí)間演化過(guò)程及對(duì)比其他年份， 可以有效地提取熱紅外異常信息。本文利用震區(qū)附近數(shù)字高程?hào)鸥駭?shù)據(jù)與熱紅外地表溫度場(chǎng)疊加， 研究活動(dòng)斷裂附近地形地貌與熱異常的動(dòng)態(tài)關(guān)系。從地形溫度場(chǎng)可以明顯看出， 與2013年9月22日至12月6日無(wú)震時(shí)段(圖4b)相比， 發(fā)生景谷MS6.6主震與MS5.8、MS5.9強(qiáng)余震前震區(qū)附近出現(xiàn)明顯高溫異常， 呈黃紅色(圖4c， d)。為了更直觀地認(rèn)識(shí)此現(xiàn)象， 利用數(shù)字高程地形圖在震中附近沿NW、 NE向繪制2條約長(zhǎng)50～70km的地形剖面(剖面線位置見(jiàn)圖4a中的A—A′、 B—B′)， 剖面A—A′橫跨景谷斷裂、 瀾滄江斷裂中段、 普文斷裂北段， 兩側(cè)地形切割程度較強(qiáng)烈， 高差約1000m； 剖面B—B′橫跨瀾滄江斷裂中段、 普文斷裂北段， 高差約700m。分別讀取剖面線A—A′、 B—B′同名像素點(diǎn)震前(2014年9月22日至10月7日)、 無(wú)震時(shí)期(2013年9月22日至10月7日)熱紅外地溫均值， 繪制地溫剖面圖(圖5a， b中的紅色、 藍(lán)色曲線)， 與地形剖面圖(圖5a， b中的黑色曲線)對(duì)比發(fā)現(xiàn)， 隨著地形抬升， 與地形同名像素點(diǎn)紅外地溫隨之降低， 二者表現(xiàn)出良好的負(fù)相關(guān)性； 同時(shí)從同名像素點(diǎn)無(wú)震時(shí)段的地溫均值曲線看出， 地溫背景較為穩(wěn)定， 而景谷MS6.6地震前地溫均值高于無(wú)震時(shí)期4～5℃左右。與地形地貌因子相關(guān)分析表明， 震區(qū)附近地溫總體呈現(xiàn)出隨地形海拔上升而下降的趨勢(shì)， 并且此次景谷地震附近斷裂反映出較明顯的震前構(gòu)造 “升溫”信息。

圖4 震中附近無(wú)震、 震前時(shí)段地形溫度場(chǎng)反演圖像Fig. 4 The inversion image of terrain temperature field near the Jinggu epicenter region in the aseismic and pre-earthquake period.

圖5 剖面地形高差與地溫值關(guān)系圖Fig. 5 The relationship between the elevation and land surface temperature for the profile.a 跨景谷斷裂、 瀾滄江斷裂中段、 普文斷裂北段A—A′剖面地形高差與地溫值對(duì)比， 黑色曲線為高程值， 藍(lán)色曲線為2013年9月22日至10月7日無(wú)震時(shí)段同名像素點(diǎn)地溫均值， 紅色曲線為2014年9月22日至10月7日景谷MS6.6地震前同名像素點(diǎn)地溫均值； b 跨瀾滄江斷裂中段、 普文斷裂北段B—B′剖面地形高差與地溫值對(duì)比， 黑色曲線為高程值， 藍(lán)色曲線為2013年9月22日至10月7日無(wú)震時(shí)段同名像素點(diǎn)地溫均值， 紅色曲線表示2014年9月22日至10月7日景谷MS6.6地震前同名像素點(diǎn)地溫均值

圖6 震中附近2000—2014年地表溫度變化曲線Fig. 6 Curve of surface temperature from 2000 to 2014 in the epicentral area.

3.2 震區(qū)地溫異常與季節(jié)性氣候因子的關(guān)系

氣候因子是正確判識(shí)震兆異常另一個(gè)干擾因素， 因此， 對(duì)震區(qū)正常氣候年變形態(tài)的了解是判別熱紅外地溫異常的必要前提。本文選取震中附近(22°～25°N， 99°～103°E)2000—2014年、 9月6日至10月7日實(shí)測(cè)平均地溫進(jìn)行縱向?qū)Ρ龋?從圖6 可以看出， 在地震活動(dòng)平靜年份， 震區(qū)附近的平均地溫保持在21～23℃， 與景谷低緯高原南亞熱帶季風(fēng)氣候相符； 而在此次地震發(fā)生前， 震區(qū)附近平均地溫明顯增強(qiáng)， 增幅達(dá)到4～5℃， 表明震前在一定程度上反映出破年變的熱紅外 “增溫”現(xiàn)象。

圖7 景谷MS6.6地震余震序列分布Fig. 7 Spatial variation of aftershocks in Jinggu “10.07” earthquake sequence.背景為DEM地形圖； F1 普文斷裂； F2 瀾滄江斷裂； F3 景谷斷裂

3.3 異常增溫為何由震中沿共軛斷裂發(fā)育？

一些學(xué)者認(rèn)為(章光月等， 1980； 程萬(wàn)正， 1984)構(gòu)造活動(dòng)不是某一條斷裂的單獨(dú)活動(dòng)， 而是在一定范圍內(nèi)受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的共同影響。因此， 除前兆異常、 前震以及余震受控于主震斷層外， 區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)也會(huì)影響其他斷層活動(dòng)。這些斷層的分布可以平行于主震斷層面， 也可以與主震斷層共扼發(fā)育， 而地震前兆異常集中分布區(qū)域往往處于彼此共軛斷裂的交會(huì)帶， 這對(duì)于短臨前兆異常場(chǎng)的影響更加顯著。此次景谷地震余震序列呈NE—NNW向不對(duì)稱(chēng)共軛狀分布(圖7)。根據(jù)主、 余震精定位結(jié)果判斷， 景谷MS6.6地震發(fā)震斷層為NNW—近SN向普文斷裂的NW延長(zhǎng)處， 與景谷斷裂、 瀾滄江斷裂共軛交會(huì)， 其共軛交會(huì)斷裂往往處于應(yīng)力狀態(tài)變化復(fù)雜的敏感部位， 異常多由交會(huì)部位向幾條相關(guān)斷層上遷移(單新建等， 2004)， 這較好地解釋了此次景谷地震前異常增溫由震中附近沿普文斷裂、 景谷斷裂與瀾滄江斷裂共軛發(fā)育的現(xiàn)象。

3.4 異常升溫條帶是否為景谷地震 “前兆信息”？

圖8 震中區(qū)溫度隨時(shí)間變化圖像Fig. 8 Curves of daily temperature change in the epicentral area.

所謂地震前兆異常， 是相對(duì)于正常而言。從2014年7月20日至2015年1月20日景谷MS6.6地震前后整個(gè)異常演化過(guò)程可以看出： 1)升溫面積上， 隨著發(fā)震時(shí)間臨近， 異常升溫面積明顯擴(kuò)大； 2)升溫幅度上， 為了形象直觀地進(jìn)行分析， 本文在每一景數(shù)據(jù)的震中附近采集溫度數(shù)據(jù)， 結(jié)合景谷縣氣象資料繪制溫度隨時(shí)間變化曲線對(duì)比圖(圖8)， 可以看出， 熱紅外遙感反演的震中溫度與景谷縣氣象局實(shí)測(cè)溫度(http: ∥lishi.tianqi.com/jinggu/index.html)基本相符， 7月20日至8月20日升溫幅度不顯著， 8月21日開(kāi)始升溫幅度逐步增大， 景谷MS6.6地震前半個(gè)月達(dá)到峰值， 同時(shí)MS5.8、MS5.9強(qiáng)余震前也存在一定程度的異常升溫； 3)升溫區(qū)域上， 地震前沿?cái)嗔焉郎厥枪残裕?共軛斷裂升溫是個(gè)性， 不同地區(qū)可能不同。此次景谷斷裂、 瀾滄江斷裂中段與普文斷裂北段共軛交會(huì)區(qū)域震前構(gòu)造活動(dòng)確有明顯的熱紅外異常升溫， 與無(wú)震時(shí)段相比溫度差異較大(圖4)， 而且異常沿SN與NE向交叉發(fā)育為主， 與景谷MS6.6地震區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)水平最大主應(yīng)力NNE-SSW向優(yōu)勢(shì)分布較吻合(http: ∥www.eq-icd.cn/)。充分考慮地形地貌、 季節(jié)性氣候等非構(gòu)造因素對(duì)異常升溫的影響， 認(rèn)為此次景谷MS6.6地震前熱紅外升溫可能為震前短臨異?，F(xiàn)象。

4 結(jié)論

景谷地震的例子說(shuō)明， 雖然地殼活動(dòng)產(chǎn)生的地表溫度異常隱藏于地形地貌、 季節(jié)性氣候、 雨雪天氣等非構(gòu)造因素產(chǎn)生的復(fù)雜變化之中， 但通過(guò)分析它們與熱紅外異常的關(guān)系， 從而去除非構(gòu)造因素干擾， 是有可能獲得地殼活動(dòng)的某些信息的。應(yīng)指出的是， 利用地表溫度獲取地震前兆熱信息， 需綜合考慮以下幾點(diǎn)： 1)結(jié)合陸地年變基準(zhǔn)場(chǎng)等研究成果(陳順云等， 2009a)， 并對(duì)比震區(qū)附近多年熱場(chǎng)變化信息， 有利于排除非構(gòu)造因素的影響； 2)將斷層帶數(shù)據(jù)與圍巖數(shù)據(jù)綜合處理分析， 有助于探討研究區(qū)在同一時(shí)期一定范圍內(nèi)(如同一構(gòu)造分區(qū)、 同一或相鄰構(gòu)造帶)是否有相似的增溫現(xiàn)象； 3)熱場(chǎng)升溫機(jī)理包括應(yīng)變升溫、 摩擦增溫或地下水變化導(dǎo)致的變化等， 可結(jié)合前人在升溫機(jī)理方面的研究成果(陳梅花等， 2007； 陳順云等， 2009b)， 進(jìn)一步分析震區(qū)熱場(chǎng)升溫機(jī)理； 最后， 獲得的與地震前兆有關(guān)的熱信息， 還應(yīng)能夠與其他手段獲得的成果(如潛熱通量、 亮溫、 長(zhǎng)波輻射、 氣象資料)形成相互解釋的邏輯鏈， 關(guān)鍵是熱場(chǎng)空間展布應(yīng)與斷層活動(dòng)方式及其力學(xué)模式相符。后者相當(dāng)于結(jié)果驗(yàn)證， 只有經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能提高可信度。

致謝 本研究得到了陳梅花副教授的悉心指導(dǎo)， 景谷縣氣象局提供了地表溫度數(shù)據(jù)產(chǎn)品， 審稿專(zhuān)家提出了寶貴的修改意見(jiàn)， 在此一并致謝。

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ANALYSIS ON MODIS SATELLITE THERMAL INFRARED INFORMATION BEFORE AND AFTER THE JINGGUMS6.6 EARTHQUAKE

MIAO Chong-gang1)WEN Xiang1)ZHOU Bin1，2)ZHANG Hua1)YUAN Yong-dong1)HUANG Hui-ning1)

1)EarthquakeAdministrationofGuangxiZhuangAutonomousRegion，Nanning530022，China2)InstituteofGeophysics，ChineseEarthquakeAdministration，Beijing100081，China

Continuous MODIS/Terra satellite thermal infrared remote sensing data of the JingguMS6.6 earthquake area from July 2014 to January 2015 is collected， and after cloud-removing， the thermal infrared data between 5:00a.m.-7:00a.m. Beijing Time， which is the best period for observation， is selected to perform land surface temperature data retrieval and analyze the temporal evolution of land surface temperature anomalies before and after the earthquake， as well as the relationship between abnormal spatial distribution and active fault. The impacts of non-structural factors such as topography， landform and seasonal weather of the earthquake zone on land surface temperature anomalies are discussed. The result shows that: a)there was thermal infrared anomalous temperature increase appearing near the epicenter two months before theMS6.6 Jinggu earthquake and there was a certain correspondence between the anomalous temperature increase and earthquake occurrence time. The significant temperature increase happened in the first half of the month， reached its peak 7 days before the earthquake， and dropped rapidly after the earthquake. At the same time， there was also anomalous temperature increase to a certain extent appearing about half month before the strong aftershocks of magnitude 5.8 and 5.9; b)Through the correlation analysis of non-structural factors such as topography， landform and seasonal weather of the earthquake zone， it is found that the structural “temperature increase” before the JingguMS6.6 earthquake was the information indicating the anti-season change of temperature increase in the earthquake zone; c)The anomalous temperature increase was cross-developed from the epicenter along the NS-NE trending conjugate faults， which is consistent roughly with the NNE-SSW predominant direction of the maximum principal stress of the regional tectonic stress field. After full consideration of the influence of non-structural factors such as topography， landform and seasonal weather on the abnormal temperature increase， it is inferred that this thermal infrared temperature increase is possibly a short-imminent anomaly before the earthquake.

JingguMS6.6 earthquake， land surface temperature， landform， seasonal variation， precursory anomalies

10.3969/j.issn.0253- 4967.2015.04.005

2015-02-13收稿， 2015-10-22改回。

廣西科技攻關(guān)計(jì)劃(12980052， 1377002， 12426001)資助。 *通訊作者： 文翔， 工程師， E-mail： yaya997@163.com。

P315.2

A

0253-4967(2015)04-0991-13

苗崇剛， 男， 1992年畢業(yè)于云南大學(xué)， 高級(jí)工程師， 主要從事地球物理學(xué)和地震應(yīng)急救援方面的研究， 電話： 0771-2824468， E-mail: miaocg@cea.gov.cn。