Δορυφορικά θερμικά υπέρυθρα φαινόμενα που σχετίζονται με ορισμένους από τους μεγάλους σεισμούς την περίοδο 1999-2003
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: Dimitar Ouzounov, Nevin Bryant, Thomas Logan, Sergey Pulinets, Patrick Taylor
Λέξεις κλειδιά: τηλεπισκόπηση και ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα, δορυφορική θερμική εικόνα, δυναμικές και μηχανισμοί σεισμού, ερπυσμός και παραμόρφωση
Πηγή: Physics and Chemistry of the Earth 31 (2006) 154–163, ScienceDirect
Εισαγωγή
Η δορυφορική θερμική υπέρυθρη απεικόνιση των δεδομένων έχει καταγράψει ανωμαλίες πριν τους κύριους σεισμούς μικρής διάρκειας. Ο σκοπός αυτής της διερευνητικής μελέτης είναι να εξακριβώσει αν οι TIR ανωμαλίες μπορούν να βρεθούν σε συνδυασμό με γνωστούς σεισμούς με συστηματική εφαρμογή τεχνικών ανάλυσης δορυφορικών δεδομένων, σε εικόνες που καταγράφονται πριν κατά τη διάρκεια και αμέσως μετά τον μεγάλο σεισμό. Η σημασία αυτών των παρατηρήσεων διερευνήθηκε χρησιμοποιώντας σύνολα δεδομένων από πρόσφατους παγκόσμιους ισχυρούς σεισμούς (1999-2003) και από τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για να παγιδεύσουν το ίχνος TIR ανωμαλιών. Η δορυφορική θερμική απεικόνιση δεδομένων δεν αποκάλυψε μόνο σταθερές (μακράς διάρκειας) θερμικές ανωμαλίες συνδεόμενες με μεγάλες γραμμικές δομές και συστήματα σφαλμάτων στο φλοιό της Γης, αλλά και παροδικά (μικρής διάρκειας) χαρακτηριστικά πριν από μεγάλους σεισμούς. Αυτές οι μικρής διάρκειας ανωμαλίες: (1) εμφανίζονται συνήθως 4-14 ημέρες πριν από το σεισμό, (2) επηρεάζουν περιοχές πολλών δεκάδων χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων, (3) εμφανίζει μια θετική απόκλιση 2-4 οC ή περισσότερο, και (4) εξαφανίζονται λίγες ημέρες μετά το συμβάν.
Δεδομένα και μεθοδολογία
Παρατηρήθηκε ότι η Landsat-7 θερμική υπέρυθρη ζώνη κατέγραψε τις υψηλότερες τιμές ακτινοβολίας στα 185x185 km κοντά στο επίκεντρο σφάλματος. Μεταγενέστερη ανάλυση της πολικής τροχιάς (NOAA / AVHRR) και η γεωσύγχρονη (GOES-10) μετεωρολογική δορυφορική εικόνα έδειξε αυτήν την περιοχή να έχει σημαντικά αυξημένη θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους, σε σύγκριση με το ίδιο χρονικό διάστημα τον επόμενο χρόνο. Στην συνέχεια συν-καταχωρήθηκαν μετεωρολογικές δορυφορικές εικόνες στο υπο-pixel επίπεδο ή υπολογίστηκαν πολλών ετών παροδικά υπολείμματα στην θερμοκρασία της επιφάνειας από την πολική τροχιά δορυφορικών δεδομένων και στη συνέχεια καθορίστηκε εάν είχαν συμβεί στατιστικές σημαντικές αποκρίσεις πριν από το συμβάν. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται σε τέσσερις μελέτες της TIR ανωμαλίας χρησιμοποιώντας τις δύο συνδυασμένες τεχνικές και την ανάλυσή τους. Δύο τεχνικές επιλέχθηκαν για την εκτέλεση της TIR ανάλυσης: (Α) συν-εγγραφή και γεωαναφορά σε υπο-pixel ώστε να παρέχονται δεδομένα ακτινοβολίας κοντά στις γραμμές σφάλματος σε επίπεδο υπο-pixel και (Β) χρησιμοποιώντας τη διάσπαση παραθύρων εκτίμησης της LST και SST κοντά στην επίκεντρη περιοχή (100x100 km) για την απόκτηση χωρικών πληροφοριών σχετικά με οποιαδήποτε μεταβολή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια πριν από το σεισμό.
Αποτελέσματα
Οι γεωσύγχρονοι μετεωρολογικοί δορυφόροι Meteosat οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν για να παρατηρήσουν αυτούς τους σεισμούς έχουν μόνο μια θερμική ζώνη (10.5 έως 12.5μ) Μια ανασκόπηση των μετεωρολογικών δεδομένων έδειξε ότι καιρικά φαινόμενα ήταν σταθερά πάνω από τις περιοχές ενδιαφέροντος, και δεν επηρέασε αρνητικά τις παρατηρήσεις του Meteosat. Στην περίπτωση των δορυφορικών δεδομένων από την πολική τροχιά δημιουργήθηκε μια περιοχή (100 x100 km) γύρω από το επίκεντρο ώστε να μελετηθεί η απόκλιση της θερμοκρασίας της επιφάνειας κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Συμπεράσματα
Κάθε μια από τις τεχνικές IR που χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη μελέτη έχει τα δικά της πλεονεκτήματα - η προσέγγιση συν-εγγραφής θα μπορούσε να σηματοδοτήσει τις υψηλές θερμοκρασίες κατά μήκος των γραμμών σφάλματος κατά τη διάρκεια της νύχτας πριν και μετά τα γεγονότα με υψηλή χρονική ανάλυση, και η επιφανειακή εκτίμηση LST πολική τροχιά θα μπορούσε να δώσει 2-D παροδική διακύμανση της εκπομπής IR από την επιφάνεια με 0,5 K ακρίβεια σε παγκόσμια κλίμακα. Δύο ανεξάρτητες τεχνικές που βασίζονται σε διαφορετικές δορυφορικές πηγές επιβεβαιώνουν την ύπαρξη αυξήσεων TIR πριν από ισχυρούς σεισμούς που χαρακτηρίζονται από διαφορετικές σεισμο-τεκτονικές ρυθμίσεις. Το αποτέλεσμα αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βάση για θεωρητικές μελέτες τελειοποιώντας τον μηχανισμό αυτών των φαινομένων και για μεθοδολογικές ρυθμίσεις για την παγκόσμια παρακολούθηση των TIR που σχετίζονται με τους κύριους σεισμούς.
