低频电波传播特征及其在2008年汶川地震前后的扰动变化

张学民 , 赵庶凡,宋锐,翟笃林 

中国地震局地震预测研究所

 本文分析了法国DEMETER卫星记录的地基人工源低频(LF)电波信号,研究了位于蒙古的LF发射站发射的162kHz处的卫星电场记录时空分布特征,提取了其中存在的典型周期如日夜、季节等背景变化。卫星电场结果显示冬季夜侧162kHz功率谱最大,反映了这个时段低等离子体密度与LF电波高穿透电离层特性之间的反向关联特性。围绕汶川地震,我们计算了2008年1-5月该频点处的信噪比(SNR),并对比了2005-2007年期间每年5月份上半个月的图像,时间演化结果揭示2008年5月汶川地震孕震区上空呈现了最低的电场信噪比信号,而该时段电子密度 (Ne) 也呈现低值(图1),并未呈现背景研究中得到的反向相关性。综合其他在VLF频段的人工源电波信号以及卫星地化观测结果等,分析认为地面水汽释放、向上运移及离子聚集可能是引起电离层等离子体密度扰动的主要因素,而等离子体密度扰动最终可能导致LF信号无法穿透电离层传播引起卫星记录电场信号能量的区域性下降。

图1 汶川地区北侧经纬度范围98-108ºE and latitude 31-41ºN 

内夜侧多参量8日均值时间序列对比图,电场(a),SNR(b), Ne(c)(图中箭头指示了2008年5月12日汶川地震发震时间)


该文章发表在 <Advances in Space Research>, 63(2019), 3536-3544