电磁卫星高能粒子处理方法研究与初步应用

【摘要】：地震的破坏性有目共睹，对于地震的研究也是迫在眉睫，利用新手段、新技术和新方法以期更加全面深入的解读和了解地震，这对于突破短期临震预报有重要的意义。近几十年，各国学者对地震电磁现象进行了深入研究，发现震前前兆信息不仅存在于岩石圈，也可能通过某种耦合机制表现在电离层和大气层。 本文以汶川地震为例，在尽可能排除太阳活动和地磁活动影响的基础上，利用法国DEMETER电磁卫星IDP粒子数据和NOAA卫星MEPED粒子探测器数据对汶川地震前后的粒子通量变化进行研究分析，尝试探寻地震前后，在孕震区上空附近可能存在的高能粒子异常现象，来探索震前高能粒子异常信息作为震前前兆信息的可能性和必要性。本文主要结论如下： 1.通过太阳活动与地磁活动的相关性分析，发现太阳活动指数与地磁指数具有较好的相关性，尤其是太阳活动与地磁活动指数Ap和极光带电急流强度指数AE的相关性均达50%以上，高者竟达75.5%,这一系列数据表明日地环境确实存在某种内在联系，具有一定的同步性。因此在分析地震-电离层异常现象时，不仅仅要考虑到地磁场的影响，同时还要考虑到太阳活动对其的影响； 2.分析DEMETER卫星IDP数据时，发现在震前一周即5月6日，100~600keV能谱段高能粒子通量增幅强度高达6σ，同时对比分析5月6日粒子通量数据与其震前三个月重访轨道数据，发现在5月6日粒子通量在100~500keV能谱段明显高于其重访轨道粒子通量； 3.通过利用NOAA-15，16,17,18卫星MEPED电子数据分析汶川地震前后粒子通量的日变化情况，发现相对于震后，震前沉降到地球大气层的粒子通量明显增涨。并且在震前一周，即5月6日至5月12日，均发生了强度不一的粒子暴事件。同时粒子计数相对于其背景场有明显涨幅，其中5月6日和5月9日的粒子暴事件在NOAA系列的三颗卫星上均有记录； 4.对比两组卫星高能粒子数据异常提取结果，发现在5月6日均出现不同程度的粒子通量增涨现象。分析两组数据粒子通量异常增强区域时，发现在47°N~53°N，L：1.8~2.0区域有重合。