RU2633646C1 - Способ определения повышенной сейсмической активности - Google Patents
Способ определения повышенной сейсмической активности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633646C1 RU2633646C1 RU2016120300A RU2016120300A RU2633646C1 RU 2633646 C1 RU2633646 C1 RU 2633646C1 RU 2016120300 A RU2016120300 A RU 2016120300A RU 2016120300 A RU2016120300 A RU 2016120300A RU 2633646 C1 RU2633646 C1 RU 2633646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperatures
- atmosphere
- data
- processing
- seismic activity
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 241000143957 Vanessa atalanta Species 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N pyriproxyfen Chemical compound C=1C=CC=NC=1OC(C)COC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G01V1/01—
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
Abstract
Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения повышенной сейсмической активности. Сущность: регистрируют тепловые аномалии земной поверхности и атмосферы пассивным СВЧ-радиометром, установленным на борту космического аппарата. Проводят наземную обработку полученных данных, включающую предварительную обработку и тематическую обработку. Предварительная обработка данных включает калибровку и географическую привязку данных, содержащих радиояркостные температуры. Тематическая обработка данных включает следующие операции: определение в момент измерения температуры поверхности скорости и направления приповерхностного ветра, вертикальных профилей влажности и температуры атмосферы, а также интегральной влажности; определение температур поверхности и атмосферы с учётом гидрометеорологических параметров; вынесение заключения о повышении сейсмической активности в исследуемом районе по превышению разности полученных и среднеклиматических температур поверхности и атмосферы порогового значения. Причем пороговое значение температур выявляют на основе многолетнего анализа вариаций, проведенного с учетом сезонных особенностей для каждого отдельно взятого сейсмоактивного района. Технический результат: повышение точности выявления зоны повышенной сейсмической активности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к геофизике и может быть использовано в системах космического мониторинга для предсказания землетрясений.
Использование в настоящее время методов регистрации явлений, сопровождающих повышенную сейсмическую активность, обусловлено необходимостью учета мозаичного характера проявления предвестников, распространением их на больших площадях и проявлением с короткими временными интервалами, что в свою очередь требует оперативного измерения их параметров на больших площадях. Этим условиям удовлетворяют способы дистанционного зондирования земной поверхности с применением бортовой аппаратуры космических аппаратов, являющегося наиболее эффективным инструментом регистрации на земной поверхности предвестников сейсмической активности, в частности тепловых аномалий.
Известна [1, 2] установленная на количественном уровне статистически значимая связь землетрясений с тепловыми аномалиями земной поверхности, что позволяет сделать следующие выводы:
- тепловые аномалии, возникающие над зонами крупных разломов, сопровождают только коровые землетрясения с магнитудой более 6 и на расстоянии до 500 км от эпицентра, развивающиеся за 1-2 недели до толчка и продолжающиеся несколько дней после них;
- размеры тепловой аномалии составляет до 200 км в длину и до 75 км в ширину, а их площадь достигает 20…50 тыс. км2;
- амплитуда тепловой аномалии составляет от 2 до 10°C.
Основной проблемой тепловой космической съемки земной поверхности в инфракрасном спектральном диапазоне является зависимость обнаружения тепловых аномалий как от времени суток, так и от маскирующих полезный сигнал метеорологических процессов, например состояния облачности. Достижению всепогодности и непрерывности выявления тепловых аномалий на земной поверхности в наибольшей мере отвечает применение СВЧ-радиометров, устанавливаемых на борту космических аппаратов.
Известен способ определения места и времени землетрясения с борта космического аппарата [3], основанный на регистрации низкочастотного электромагнитного излучения, в момент превышения которого над фоновым уровнем дополнительно сканируют участки земной поверхности в рентгеновском спектре, по результатам которого уточняют местоположения землетрясения.
Недостатком названного способа является то, что источниками регистрируемого рентгеновского излучения являются не только тектонические разломы, но и результаты антропогенной деятельности, что может привести к выявлению ложной информации.
Известен способ определения места и времени землетрясения с борта космического аппарата [4], основанный на регистрации низкочастотного электромагнитного излучения, в момент превышения которого над фоновым уровнем дополнительно сканируют участки земной поверхности в ультрафиолетовом спектре, по результатам которого уточняют местоположения землетрясения.
Недостатком названного способа является: поток регистрируемого на борту КА ультрафиолетового излучения от земной поверхности зависит от времени суток и метеоусловий, что ограничивает область применения способа.
Известен способ прогноза землетрясений [5], основанный на получении широкоугольной телекамерой, установленной на поворотной платформе на летательном аппарате, изображения подстилающей поверхности сейсмоопасной территории в виде зависимости амплитуды уходящего потока инфракрасного излучения от пространственных координат с последующим выделением контуров на изображении и идентификацией очаговых зон с целью определения параметров ожидаемого землетрясения по расчетным характеристикам матриц и динамике их изменения.
Недостатком названного способа является: ограничение его применения облачностью не выше 2 баллов в период после заката и до восхода солнца.
Известен способ прогнозирования землетрясений [6], основанный на получении изображения подстилающей поверхности в виде зависимости амплитуды сигнала собственного излучения от пространственных координат по каналам приема с антенной линейной поляризации.
Недостатком указанного способа является: отсутствие учета гидрометеорологических факторов, вносящих существенные искажения в излучение подстилающей поверхности, а следовательно, и в регистрируемый на борту космического аппарата сигнал.
Технический результат заявляемого способа – обеспечение точности прогноза землетрясений за счет учета гидрометеорологических параметров в процессе обработки данных – предвестников землетрясений и внесения соответствующих поправок сейсмогенной тепловой аномалии.
Технический результат достигается посредством проведения космической съемки земной поверхности установленным на космическом аппарате пассивным СВЧ-радиометром, совмещающим функции сканера, влажностного и температурного зондировщика, с последующей автоматизированной обработкой полученных данных в наземных условиях.
Алгоритм реализации заявляемого способа представлен на фиг.1.
Принятые наземным сегментом обработки данные от бортового СВЧ-радиометра (1) подвергаются предварительной обработке, заключающейся в проведении калибровки (2) и географической привязки (3) сформированного изображения подстилающей поверхности. Результаты предварительной обработки сохраняются в базе первичных данных (4). Прошедшие предварительную обработку данные подвергаются тематической обработке, выполняемой в два этапа: на первом этапе выполняется определение гидрометеорологических параметров (5), а именно скорости и направления приповерхностного ветра, определяются вертикальные профили влажности и температуры атмосферы, а также рассчитывается интегральная влажность. Рассчитанные значения скорости и направления приповерхностного ветра позволяют внести поправки на географическое положение сейсмогенной тепловой аномалии, которая может быть смещена относительно района предполагаемого эпицентра надвигающегося землетрясения. Использование указанных выше измеряемых параметров позволяет уточнить значение температуры атмосферы, используя уравнение состояния влажного воздуха [7]:
где ρ – плотность воздуха;
На втором этапе выполняется определение температур поверхности и атмосферы с учетом гидрометеорологических параметров путем внесения поправок (6). Для выявления аномалии используются данные из базы данных статистических сигнатур сейсмогенного сигнала (7), откуда извлекаются наблюдения, предшествующие времени текущей съемки за периоды Т = {1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 30} суток. На их основе путем осреднения для каждого пиксела с учетом его географических координат рассчитываются климатические значения показателя температуры поверхности и атмосферы согласно выражению:
Tn – число суток для интервала осреднения;
t – порядковый номер суток на интервале наблюдения.
Затем климатические значения за разные временные интервалы сравниваются с текущим значением:
В случае если на величину k, выносится суждение об аномальном повышении температуры с географическими координатами , свидетельствующее о росте сейсмической активности в исследуемом районе. При этом пороговое значение k, по величине которого судят о росте сейсмической активности, определяется на основе многолетнего анализа вариаций температуры земной поверхности и атмосферы с учетом сезонных особенностей для каждого отдельно взятого сейсмоактивного региона.
Выявленные значения сейсмогенного сигнала сохраняются в базу данных (7) для дальнейшего уточнения статистических сигнатур сейсмогенного сигнала и формируют информационный продукт (8). Конечный информационный продукт (8) передается на архивацию (9) с последующим занесением в базу данных (10) для хранения и предоставляется заинтересованным потребителям (11).
Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность прогноза землетрясений за счет учета гидрометеорологических параметров в процессе обработки данных – предвестников землетрясений и внесения соответствующих поправок сейсмогенной тепловой аномалии.
Литература
1. Тронин А.А. Возможность применения космической тепловой съёмки для исследования землетрясений. Исследования земли из космоса. № 4, 2005, с. 86-96.
2. Тронин А.А. Космическая тепловая съёмка при исследовании сейсмической активности. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. ООО «Адмирал», СПб. 2010.
3. Способ определения места и времени землетрясения с борта космического аппарата. Описание изобретения к патенту RU 2045086.
4. Способ определения места и времени землетрясения с борта космического аппарата. Описание патента к изобретению RU 2045087.
5. Способ прогноза землетрясений. Описание патента к изобретению RU 2298818.
6. Способ прогнозирования землетрясений. Описание патента к изобретению RU 2262125.
7. Трухин В.И., Показеев К.В., Куницын В.Е. Общая и экологическая геофизика. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 576 с.
Claims (7)
- Способ определения повышенной сейсмической активности, основанный на выявлении тепловых аномалий земной поверхности и атмосферы путем проведения измерений пассивным СВЧ-радиометром, установленным на борту космического аппарата, и последующей наземной обработке данных, отличающийся тем, что в процессе наземной обработки данных проводят:
- предварительную обработку данных, включающую калибровку и географическую привязку данных, содержащих радиояркостные температуры;
- тематическую обработку данных, включающую:
- определение в момент измерения температуры поверхности гидрометеорологических параметров, а именно скорости и направления приповерхностного ветра, вертикальных профилей влажности и температуры атмосферы, а также интегральной влажности;
- определение температур поверхности и атмосферы с учетом гидрометеорологических параметров;
- сравнение полученных значений температур поверхности и атмосферы со среднеклиматическими значениями, характерными для исследуемого района;
- вынесение заключения о повышении сейсмической активности в исследуемом районе по разности полученных и среднеклиматических температур поверхности и атмосферы, превышающих пороговое значение, определенное на основе многолетнего анализа вариаций с учетом сезонных особенностей для каждого отдельно взятого сейсмоактивного региона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120300A RU2633646C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ определения повышенной сейсмической активности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120300A RU2633646C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ определения повышенной сейсмической активности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633646C1 true RU2633646C1 (ru) | 2017-10-16 |
Family
ID=60129561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120300A RU2633646C1 (ru) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Способ определения повышенной сейсмической активности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633646C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705161C1 (ru) * | 2019-04-22 | 2019-11-05 | Александр Васильевич Тертышников | Способ зондирования сейсмоорбитальных эффектов и вариаций плотности верхней атмосферы |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181495C1 (ru) * | 2000-10-18 | 2002-04-20 | Московский государственный университет леса | Способ обнаружения очагов землетрясений |
RU2262125C1 (ru) * | 2004-06-08 | 2005-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ прогнозирования землетрясений |
WO2011116537A1 (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Qiang Zuji | 强地震短临预测卫星热红外亮温异常方法 |
-
2016
- 2016-05-25 RU RU2016120300A patent/RU2633646C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2181495C1 (ru) * | 2000-10-18 | 2002-04-20 | Московский государственный университет леса | Способ обнаружения очагов землетрясений |
RU2262125C1 (ru) * | 2004-06-08 | 2005-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ прогнозирования землетрясений |
WO2011116537A1 (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Qiang Zuji | 强地震短临预测卫星热红外亮温异常方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.О.Скрипачев и др. Применение Interactive Data Language для обработки данных радиометрических измерений / Программные продукты и системы, 2013, N4, стр.216-219. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705161C1 (ru) * | 2019-04-22 | 2019-11-05 | Александр Васильевич Тертышников | Способ зондирования сейсмоорбитальных эффектов и вариаций плотности верхней атмосферы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ren et al. | Atmospheric water vapor retrieval from Landsat 8 thermal infrared images | |
Ratnam et al. | A robust method to determine global distribution of atmospheric boundary layer top from COSMIC GPS RO measurements | |
Candra et al. | Cloud and cloud shadow masking using multi-temporal cloud masking algorithm in tropical environmental | |
Yu et al. | Scale mismatch between in situ and remote sensing observations of land surface temperature: Implications for the validation of remote sensing LST products | |
Bantges et al. | On the detection of robust multidecadal changes in Earth’s outgoing longwave radiation spectrum | |
Liu et al. | Comparison of cloud base height derived from a ground-based infrared cloud measurement and two ceilometers | |
Xi et al. | Comparison of marine boundary layer cloud properties from CERES‐MODIS edition 4 and DOE ARM AMF measurements at the Azores | |
Fan et al. | Sea ice surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS: Evaluation of five methods against in situ temperature records and MODIS IST in Arctic region | |
RU2633646C1 (ru) | Способ определения повышенной сейсмической активности | |
Drolon et al. | Monitoring of seasonal glacier mass balance over the European Alps using low-resolution optical satellite images | |
Dionisi et al. | Calibration of a multichannel water vapor Raman lidar through noncollocated operational soundings: optimization and characterization of accuracy and variability | |
Bréon et al. | Measuring the directional variations of land surface reflectance from MODIS | |
Weifeng et al. | Multi-source DEM accuracy evaluation based on ICESat-2 in Qinghai-Tibet Plateau, China | |
Clausen et al. | Spatial and Temporal Variance in the Thermal Response of Buried Objects | |
Bréon et al. | Calibration of the Meteosat water vapor channel using collocated NOAA/HIRS 12 measurements | |
Qian et al. | Retrieval of surface temperature and emissivity from ground-based time-series thermal infrared data | |
RU2544309C2 (ru) | Способ дистанционного поиска залежей углеводородов | |
Zheng et al. | Mapping coastal floods induced by hurricane storm surge using ATMS data | |
Jing et al. | Sensitivity of land covers on passive microwave brightness temperature | |
Fricke et al. | Temperature monitoring along the Rhine River based on airborne thermal infrared remote sensing: estimation of in situ water temperatures and inflow detection compared to artificial satellite data | |
Lewicki et al. | High spatio-temporal resolution observations of crater lake temperatures at Kawah Ijen volcano, East Java, Indonesia | |
Liu et al. | Microwave radiation anomaly of Yushu earthquake and its mechanism | |
Ishchuk et al. | Cuboids of infrared images reduction obtained from unmanned aerial vehicles | |
Yamamoto et al. | Improvement of the rain/no-rain classification method for microwave radiometers over the Tibetan Plateau | |
Agapiou et al. | Investigation of Ground Remote Sensing Techniques for Supporting an Early Warning Water-Leakage System |