Θερμικές υπέρθυρες ανωμαλίες που σχετίζονται με σεισμούς πολλών ετών στην περιοχή του Θιβέτ με βάση δεδομένα του δορυφόρου FY2E της Κίνας.
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: X. Lu, Q.Y. Meng, X.F. Gua, X.D. Zhang, T. Xie, F. Geng
Λέξεις κλειδιά: Θιβέτ, θερμικό υπέρυθρο, εξερχόμενη ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος, φωτεινότητα θερμοκρασίας, μέτρια ισχυρός σεισμός
Πηγή: Advances in Space Research 58 (2016) 989–1001, ScienceDirect
Εισαγωγή
Η παρακολούθηση και η μελέτη των φυσικών καταστροφών, όπως οι σεισμοί παρουσιάζει μια σοβαρή επιστημονική πρόκληση. Η υψηλή ανάλυση και το υψηλό δυναμικό εύρος της θερμικής υπέρυθρης τεχνολογίας της τηλεπισκόπησης παρέχει ένα νέο εργαλείο για την παρακολούθηση των σεισμών. Η θερμοκρασία φωτεινότητας και η ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος είναι δύο παράμετροι της θερμικού υπέρυθρου. Η συγκεκριμένη μελέτη εξετάζει τις θερμικές υπέρυθρες ανωμαλίες που παρατηρήθηκαν από 20 μέτρια ισχυρούς σεισμούς στο Θιβέτ από τις 12 Ιανουαρίου του 2010 μέχρι τις 30 Απριλίου του 2015, χρησιμοποιώντας τη φωτεινότητα της θερμοκρασίας (ΤΒΒ) και την εξερχόμενη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία (ΟΦ) με στοιχεία από τον μετεωρολογικό δορυφόρο FY-2Ε. Η μελέτη υπολογίζει την αλλαγή του φασματικού κύματος της ΤΒΒ και ΟΦ με βάση το κύμα Morlet και συζητά τη ρύθμιση και τα χαρακτηριστικά της ανώμαλης αλλαγής πριν και μετά τους σεισμούς.
Γενική κατάσταση των τεκτονικών δομών στο Θιβέτ – Δεδομένα σεισμών
Η Αυτόνομη Περιοχή του Θιβέτ καλύπτει μια έκταση 120,04 km2. Περιέχει τα βασικά μέρη της σύγκρουσης και συρραφής μεταξύ του κύριου σώματος της ανατολικής Τηθύς τεκτονικής περιοχής και της Ευρασιατικής ηπείρου. Οι σεισμοί συμβαίνουν συχνά στο νότιο Οροπέδιο Qinghai του Θιβέτ, το οποίο είναι η κύρια δυναμική πηγή πρόκλησης σεισμών στη νοτιοδυτική Κίνα και μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές καταστροφές. Υπάρχουν 20 MS ≥ 5.0 σεισμοί που σημειώθηκαν στο Θιβέτ από 12 Ιανουαρίου 2010 έως τις 30 Απριλίου, 2015 συμπεριλαμβανομένων 5 σεισμών με MS≥5.5 με το μεγαλύτερο MS≥6.1 στις 12 Αυγούστου 2013, στην κομητεία Zogang.
Εικόνα 1. Κατανομή των ελαττωματικών δομών και σεισμών MS≥5.0 στο Θιβέτ. Το σχήμα επάνω αριστερά είναι ο χάρτης της Κίνας, και το μαύρο κουτί είναι η περιοχή μελέτης. KL, South Kunlun, JL, Jinshajiang-Lancang ποταμός, ΒΝ, Bangonghu-Nu ποταμός, YL, Yarlung-Zangbo ποταμός, GY, Ganzi-Yushu, XZ, κύρια μετωπική ώθηση Ιμαλαΐων, XS,κύρια κεντρική ώθηση Ιμαλαΐων
Δεδομένα-Μεθοδολογία
Ο δορυφόρος FY-2Ε περιλαμβάνει το ορατό και υπέρυθρο, περιστρεφόμενης σάρωσης, ραδιόμετρο (VISSR) το οποίο μπορεί άμεσα να μετρήσει τη θερμική ένταση της ακτινοβολίας των χαρακτηριστικών της επιφάνειας. Το χωρικό εύρος παρατήρησης του δορυφόρου κυμαίνεται μεταξύ 450 και 1650 ανατολικά και 600 νότια και 600 βόρεια και είναι ευαίσθητος στις πολύ υπέρυθρες ζώνες στα 11,59 - 12,79 μm και 10,29-11,45 μm, αντίστοιχα. Ο δορυφόρος FY-2Ε άρχισε να παρέχει αποτελεσματικά δεδομένα θερμοκρασίας φωτεινότητας (ΤΒΒ) το Νοέμβριο του 2009, και οι παρατηρήσεις της θερμοκρασίας φωτεινότητας της ακτινοβολία διεξάγονται μία φορά κάθε ώρα, με ανάλυση εδάφους 5 χιλιομέτρων. Όσον αφορά αποτελεσματικά δεδομένα για την εξερχόμενη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία (ΟΦ) άρχισε να προσφέρει το Δεκέμβριο του 2009 και η οποία μετριέται κάθε 3 ώρες. Τα δεδομένα μετά τον ορισμό της κλίμακας, την επεξεργασία και τη γεωμετρική διόρθωση αναφέρονται ως η ακτινοβολία του αντίστοιχου καναλιού (ζώνη συχνοτήτων). Στη συνέχεια χρησιμοποιείται η θεωρία της ακτινοβολίας του Planck που περιγράφει πλήρως το νόμο διανομής για την ενεργειακή πυκνότητα της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος ανάλογα με τη συχνότητα του. Λαμβάνοντας τα επίκεντρα των 20 σεισμών MS ≥ 5,0 υπολογίσθηκε η θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία ανά περιοχή 100 x 100 για να ανακτηθούν οι ανωμαλίες της υπέρυθρης ακτινοβολίας και να αναλυθούν τα πρότυπα αλλαγή τους. Επειδή τα δεδομένα της θερμοκρασίας φωτεινότητας του δορυφόρου είναι ευαίσθητα στην ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της ημέρας επιλέχθηκαν τα δεδομένα από 24:00-06:00 και θεωρήθηκαν ως η μέση ημερήσια σειρά. Για την επεξεργασία των δεδομένων επιλέχθηκε η κοινή μαθηματική μέθοδος επεξεργασίας δεδομένων κυματομορφής, δηλαδή, η μέθοδος ισχύος φάσματος για να ληφθεί η κυρίαρχη συχνότητα και το πλάτος.
Συμπεράσματα
Μεταξύ των 20 ειδικών περιπτώσεων σεισμού, οι 17 παρουσιάζουν προφανείς ανωμαλίες θερμοκρασίας φωτεινότητας γύρω από τα επίκεντρά τους και 16 σεισμοί έχουν προφανείς αλλαγές στην εξερχόμενη ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος, υποδεικνύοντας ότι εκεί υπάρχει στενή συνάφεια μεταξύ σεισμικότητας και θερμικής υπέρυθρης διακύμανσης στις περιοχές του σεισμού. Δεύτερον, συμπεραίνεται ότι οι σεισμικές θερμικές υπέρυθρες ανωμαλίες εμφανίζουν παρόμοια μοτίβα εξέλιξης. Οι σεισμοί συμβαίνουν συχνά, είτε στην κορυφή είτε μετά το τέλος των ανωμαλιών. Για τους σεισμούς που προηγούνται της θερμοκρασίας φωτεινότητας και των ανωμαλιών τςη ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος οι ανωμαλίες διαρκούν συνήθως 30-40 ημέρες και η ανώμαλη περιοχή είναι γενικά επίσης η ίδια. Τέλος για την ελλατωμτική ζώνη Yarlung-Zangbo ποταμού και την ρηξιγενή ζώνη των Ιμαλαΐων αποδεικνύεται ότι βρίσκονται στην υπολειπόμενης βαρύτητας υψηλή ζώνη ανωμαλίας και στη ζώνη κλίσης ισοστατικής βαρυτικής ανωμαλίας.
