XVIII.G.238
Пространственно-временной анализ тепловых полей по данным космического мониторинга перед сильными землетрясениями в Турции 8 марта 2010 года (М=6.1) и 24 января 2020 года (М=6.7)
Воронова О.С. (1)
(1) НИИ "АЭРОКОСМОС", Москва, Российская Федерация
Как известно, землетрясения принадлежат к наиболее опасным природным катастрофам. Из-за внезапности возникновения, а также экологических и экономических последствий они являются наиболее опасными явлениями в природе (Соболев, Пономарев, 2003; Бондур и др., 2009). Прогноз землетрясения на протяжении десятилетий был и остается сложной задачей. Среди большого количества предвестников землетрясений (такие как геомагнетизм, газовый состав и электромагнитный излучение) в последние несколько десятилетий особый интерес вызывают тепловые аномалии, механизм возникновения которых до сих пор является предметом обсуждений (Pulinets, et al., 2015; Pulinets, Ouzounov, 2011, 2018; Congxin et al., 2013).
В период подготовки землетрясений возникают различные тепловые аномалии. К ним можно отнести: повышение температуры земной поверхности, атмосферные аномалии, непосредственно связанные с изменениями температуры – изменения влажности и давления, потоки уходящего длинноволнового излучения (OLR) на высоте ~ 10 км (Ouzounov et al., 2007; Тронин, Сараф, 2010; Жуков и др., 2010; Pulinets, et al., 2013). Результатом таких изменений является формирование областей, указывающих на эпицентр будущего землетрясения. Выявление аномалий температуры земной поверхности и исследования вариаций температуры в атмосфере посвящено множество работ (Ouzounov, D., Freund, 2004; Saraf, et al., 2008, Aliano et al., 2008; Tramutoli et al., 2015). Одной из главных проблем в обнаружении таких аномалий является наличие облачности в районе проводимых исследований. Для смягчения погодных условий и пространственных эффектов, используют данные с геостационарных спутников, которые позволяют получать данные изменения тепловых полей с высокой периодичностью, но с меньшим пространственным разрешением (Xuan et al., 2017; Pavlidou et al., 2019). Использование геостационарных спутников имеет свои недостатки, такие как съемка ограниченной территории попадающей в зону покрытия.
На данный момент наиболее перспективным параметром, используемым в качестве предвестника землетрясений, является уходящее длинноволновое излучение, значения которого регистрируются на верхней границе облаков и не подвержены их влиянию. Проводимые исследования данного параметра (Ouzounov et al., 2007 Xiong et al. 2010; Бондур, Воронова, 2012; Lu et al., 2016; Cherepanova et al., 2018; Lin et al., 2019; Бондур и др., 2020) доказали появления аномалий в процессе подготовки сильных землетрясений эпицентральной области готовящегося сейсмического события.
В отличие от других исследований, где рассматривался один или два параметра в качестве предвестника землетрясений, в данной работе совместно анализируются изменения температуры поверхности, приземного слоя атмосферы, а также уходящее длинноволновое излучение для получения наиболее достоверной информации о происходящих процессах в период подготовки и протекания сейсмических событий.
Исследование выполнено в рамках Государственного задания (АААА-А19-119081390037-2).
Ключевые слова: пространственно-временной анализ, спутниковые данные, космический мониторинг, землетрясения, тепловые предвестникиЛитература:
- Бондур В.Г., Воронова О.С. Вариации уходящего длинноволнового излучения при подготовке и протекании сильных землетрясений на территории России в 2008 и 2009 году // Известия ВУЗов. Геодезия и Аэрофотосъемка. 2012. №1. С. 79–85
- Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. М: Научный мир, 2009, 692 с
- Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Гапонова Е.В., Воронова О.С. Анализ аномалий геофизических полей при подготовке сильных землетрясений в Калифорнии в июле 2019 г. по данным космического мониторинга // Исследование Земли из космоса. 2020. №5 (в печати)
- Жуков Б.С., Халле В., Шлотцхауэр Г., Эртель Д. Пространственно-временной анализ тепловых аномалий как предвестников землетрясений // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 2. С. 333–343.
- Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003, 270 с.
- Тронин А.А., Сараф A.K. Космическая тепловая съемка Передового надвига Гималаев // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 2. С. 350–353.
- Aliano, C., Corrado, R., Filizzola, C., Genzano, N., Pergola, Tramutoli, V. 2008. Robust TIR satellite techniques for monitoring earthquake active regions: limits, main achievements and perspectives. Annals of Geophysics, 51, 303-317.
- Cherepanova E.V., Bondur V.G., Tsidilina M.N., Gaponova E.V., Voronova O.S. Satellite monitoring of seismic zones based on earthquakes precursors analysis: Central Italy earthquake August 2016 case study // International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2018. Vol. 18. No. 2.2. P. 385-394
- Congxin W., Yuansheng Z., Xiao G., Shaoxing H., Manzhong Q., Ying Z. Thermal Infrared Anomalies of Several Strong Earthquakes //Research Article Open Access Volume 2013. 11 pages. https://doi.org/10.1155/2013/208407.
- Lin L., Kong X., Li N. (2019) A martingale-based temporal analysis of pre-earthquake anomalies at Jiuzhaigou, China, in the period of 2009-2018 E3S Web of Conferences 131, 01072, DOI:10.1051/e3sconf/201913101072.
- Lu, X.; Meng, Q.Y.; Gu, X.F.; Zhang, X.D.; Xie, T.; Geng, F. Thermal infrared anomalies associated with multi-year earthquakes in the Tibet region based on China’s FY-2E satellite data. Adv. Space Res. 2016, 58, 989–1001. https://doi.org/10.1016/j.asr.2016.05.038
- Ouzounov, D., Freund, F.: Mid-infrared emission prior to strong earthquakes analyzed by remote sensing data, Adv. Space Res., 33, 268–273, 2004.
- Ouzounov, D., Liu, D., Chunli, K., Cervone, G., Kafatos, M., Taylor, P., 2007. Outgoing long wave radiation variability from IR satellite data prior to major earthquakes. Tectonophysics 431, 211–220.
- Pavlidou, E., van der Meijde, M., van der Werff, H. M. A., & Hecker, C. (2019). Time series analysis of land surface temperatures in 20 earthquake cases worldwide. Remote sensing, 11(1), [61]. https://doi.org/10.3390/rs11010061.
- Pulinets S A, Tramutoli V, Genzano N and Yudin I A. 2013 TIR anomalies scaling using the earthquake preparation zone concept 2013 AGU Meeting of the Americas (Cancun, Mexico, 14–17 May 2013) paper NH42A-06.
- Pulinets S.A., Ouzounov, D.P., Karelin A.V., Davidenko D.V. Physical Bases of the Generation of Short-Term Earthquake Precursors: A Complex Model of Ionization-Induced Geophysical Processes in the Lithosphere–Atmosphere–Ionosphere–Magnetosphere System, Geomagnetism and Aeronomy, 55, No.4, 540-558, 2015.
- Pulinets, S., Ouzounov, D.: Lithosphere–Atmosphere–Ionosphere Coupling (LAIC) model – An unified concept for earthquake precursors validation, J. Asian Earth Sci., 41, 371–382, 2011.
- Saraf, A. K., Rawat, V., Banerjee, P., Choudhury, S., Panda, S. K., Dasgupta, S., Das, J. D.: Satellite detection of earthquake thermal infrared precursors in Iran, Nat. Hazards, 47, 119-135, 2008.
- Tan,O.,Z.Pabuçcu,M.C.Tapırdamaz,
- Tramutoli V., Corrado R., Filizzola C., Genzano N., Lisi M., Pergola N. From visual comparison to Robust Satellite Techniques: 30 years of thermal infrared satellite data analyses for the study of earthquake preparation phases // Bollettino Di Geofisica Teorica Ed Applicata. 2015. Vol. 56, n. 2, pp. 167-202. DOI 10.4430/bgta0149
- Xiong, P., Shen, X. H., Bi, Y. X., Kang, C. L., Chen, L. Z., Jing, F., and Chen, Y.: Study of outgoing longwave radiation anomalies associated with Haiti earthquake, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 2010. 10, 2169–2178, https://doi.org/10.5194/nhess-10-2169-2010
- Xuan Z., Yuansheng Z., Xiufeng T., Qiaoli Z. , Jie T. Tracking of Thermal Infrared Anomaly before One Strong Earthquake-In the Case of Ms6.2 Earthquake in Zadoi, Qinghai on October 17th, 2016 // Conference Series, Volume 910, Issue 1, article id. 012048 (2017). doi:10.1088/1742-6596/910/1/012048.
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Воронова О.С. Пространственно-временной анализ тепловых полей по данным космического мониторинга перед сильными землетрясениями в Турции 8 марта 2010 года (М=6.1) и 24 января 2020 года (М=6.7) // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 281. DOI 10.21046/18DZZconf-2020aДистанционные методы в геологии и геофизике
281