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demeter卫星观测的LF/MF电场频谱特征初步研究

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地震学报 2010年第4期32卷 476-489页

作者：朱涛中国地震局地球物理研究所中国北京100081

利用法国demeter卫星观测的电场数据,研究了中国及邻区(0°—60°N,60°E—140°E),频段为10kHz—3MHz,时间段为2008年1月1日—2008年9月12日期间的平均功率谱密度特征.文中选择了Kp指数的日平均值小于或等于4的数据,获得LF频段(10—20k... 详细信息

利用法国demeter卫星观测的电场数据,研究了中国及邻区(0°—60°N,60°E—140°E),频段为10kHz—3MHz,时间段为2008年1月1日—2008年9月12日期间的平均功率谱密度特征.文中选择了Kp指数的日平均值小于或等于4的数据,获得LF频段(10—20kHz)和MF频段(20kHz—3MHz)以16天为周期的昼侧和夜侧的平均功率谱密度空间分布图,得到了以下初步结果.LF频段:①昼侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度不高,主要呈现纬度分带特征.夜侧,不同频率的谱在对应时段上形态相似度较高,主要差异在于谱的幅度,同一频率不同时段的谱分带特征不明显;②昼侧谱的幅度值跨度要比夜侧的小很多,前者一般为1—1.5个数量级,而后者一般在2个以上,甚至达到4个数量级;③在汶川地震前后,平均功率谱密度在成都—兰州一线存在明显的变化.MF频段:①昼侧,不同频率对应时段的谱形态没有明显的相似性,同一频率不同时段的谱形态可能具有较好、弱或不具有相似性,具有明显、弱或不具纬度分带特征.夜侧,某些频段对应时段的谱形态具有明显的相似性,同一频率不同时段或者分时期的不同时段的谱形态具有较好的相似性,不具有明显的纬度分带特征,具有弱分区或者弱经度分带特征;②昼侧和夜侧的谱幅度变化都不大,基本都在0.5个数量级之内;③在汶川地震前后没有发现明显的平均功率谱密度变化.

关键词： demeter卫星功率谱电场电离层汶川地震

demeter卫星监测的极低频和超低频电磁场数据分析

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地震学报 2013年第4期35卷 512-519,1页

作者：陈恩平陆洪张学民中国电波传播研究所青岛分所中国山东青岛266107

分析了demeter卫星上测量的极低频(ELF,3—30 Hz)和超低频(SLF,30—300Hz)水平磁场.其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致,并且数值差异也符合电波传播规律,说明卫星上监测的电磁场来源于地面.同时对demeter卫星上... 详细信息

分析了demeter卫星上测量的极低频(ELF,3—30 Hz)和超低频(SLF,30—300Hz)水平磁场.其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致,并且数值差异也符合电波传播规律,说明卫星上监测的电磁场来源于地面.同时对demeter卫星上测量的ELF和SLF归一化波阻抗进行了深入地分析,由电子密度与离子密度计算出的归一化波阻抗与由实测电磁场计算出的归一化波阻抗均有差异.现有观测资料并不完全"自洽",尚有问题需深入研究.

关键词： demeter卫星大气噪声极低频超低频波阻抗自洽

demeter卫星观测的超低频电场扰动预处理方法及震例应用分析

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地震学报 2015年第5期37卷 820-829页

作者：欧阳新艳申旭辉中国地震局地震预测研究所中国北京100036 北京大学地球与空间科学学院中国北京100871 中国地震局地壳应力研究所中国北京100085

基于法国demeter卫星观测的超低频(ULF)电场波形,本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法.利用该方法,对文献中已报道的2010年2月27日智利MS8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析.结果表明:已报道的20°S—40°S地磁纬度... 详细信息

基于法国demeter卫星观测的超低频(ULF)电场波形,本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法.利用该方法,对文献中已报道的2010年2月27日智利MS8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析.结果表明:已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道,而是出现在较大的经度范围内.大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区,很可能受到该区域异常磁场的影响.南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征,即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5mV/m的扰动,北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小.而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现,在其共轭区并未观测到ULF电场扰动.这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致,在电离层中由于碰撞效应更易被衰减,因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区.本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.

关键词： demeter卫星超低频(ULF)电场扰动南大西洋异常区

demeter卫星监测到的海地地震前电离层扰动

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地震 2011年第2期31卷 68-78页

作者：焦其松颜蕊张景发中国地震局地壳应力研究所北京100085 山东科技大学地质学院山东青岛266510

本文利用法国demeter卫星观测到的电离层数据,对2010年1月12日加勒比海地区海地太子港附近发生的MS7.1地震震前电离层扰动进行了探索性研究。通过对电磁场频谱、等离子体数密度、温度等物理参量的分析,探讨了电离层变化与地震的关系。... 详细信息

本文利用法国demeter卫星观测到的电离层数据,对2010年1月12日加勒比海地区海地太子港附近发生的MS7.1地震震前电离层扰动进行了探索性研究。通过对电磁场频谱、等离子体数密度、温度等物理参量的分析,探讨了电离层变化与地震的关系。研究结果表明,海地地震前出现的异常电磁现象的空间效应是清楚的,震前几小时磁赤道峰存在剧烈扰动,震中附近电场分量E12低频谱密度有增强现象。临震前1天和临震前3天在震中+5°范围电子数密度(Ne)出现异常,震前8天氧离子(O+)数密度在震中上空出现了异常现象。震前震中区上空电磁场VLF在40 Hz和120 Hz等低频点出现清晰的电场异常扰动,震前出现的这种变化可能与地震有关。

关键词： demeter卫星电离层扰动海地地震

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demeter卫星记录到的电离层加热现象

空间科学学报 2016年第1期36卷 25-39页

作者：张学民 FROLOV V L 申旭辉 RUZHIN Y 赵庶凡泽仁志玛徐维东钱庚中国地震局地震预测研究所北京100036 Radiophysical Research Institute Nichny Novgorod 603950 Russia Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism Ionosphere and Radio Wave Propagation Russian Academy of Science Moscow 142190 Russia 防灾科技学院灾害信息工程系北京101601

在法国demeter卫星运行期间,地基电离层加热装置SURA和HAARP开展了一系列加热试验,记录到各类电离层异常信息,发现电离层加热过程中卫星观测的电离层扰动信号包括HF发射泵波及边带泵波、VLF人工源增强及频谱拓展、ULF/ELF/VLF调制波、EL... 详细信息

在法国demeter卫星运行期间,地基电离层加热装置SURA和HAARP开展了一系列加热试验,记录到各类电离层异常信息,发现电离层加热过程中卫星观测的电离层扰动信号包括HF发射泵波及边带泵波、VLF人工源增强及频谱拓展、ULF/ELF/VLF调制波、ELF电磁扰动、ULF谐振波、等离子体特征参量扰动及高能粒子沉降等.由于传播及耦合机制的差异,发射泵波可以穿透电离层直达卫星高度,其观测概率最高达到68%以上,其他扰动受发射调制模式及当地电磁环境等影响,观测概率相对较低,均在40%左右,有些甚至是某次试验中出现的个别事例.结合中国地震电磁监测试验卫星飞行轨道设计及载荷配置等,对未来开展加热试验进行了分析论证,并参考demeter,卫星试验结果给出了一些建议.

关键词： demeter卫星 SURA HAARP 等离子体参量电磁波

demeter卫星探测到的强震前O^+浓度变化

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空间科学学报 2011年第5期31卷 607-617页

作者：欧阳新艳张学民申旭辉黄建平刘静泽仁志玛赵庶凡中国地震局地震预测研究所北京100036 北京大学地球与空间科学学院北京100871

利用demeter卫星观测数据,采用level-2图像目视解译的方法和重访轨道对比方法,对2006年5月3日发生在汤加群岛的7.9级地震进行分析.从震前6天、震前2天、震前1天和震后2天的level-2图像可看到,电场和等离子体参量在震中上空偏北的位置出... 详细信息

利用demeter卫星观测数据,采用level-2图像目视解译的方法和重访轨道对比方法,对2006年5月3日发生在汤加群岛的7.9级地震进行分析.从震前6天、震前2天、震前1天和震后2天的level-2图像可看到,电场和等离子体参量在震中上空偏北的位置出现扰动信号,震前的扰动信号幅度随地震时间临近有所增强,扰动持续时间也相应增加;震后2天扰动信号依然存在,其幅度并未减弱.通过对比震前1天的轨道在2006年至2008年内的重访轨道,发现O^+浓度存在三类较规律的变化特征,即在夏季时,北半球的值高于南半球;冬季时则相反;二分季节时,南北半球含量相当.本文给出了地震和磁暴对O+浓度的不同影响,地震影响最靠近震中位置轨道上的O+浓度,而磁暴影响全球轨道上O^+浓度分布.同时获取了demeter卫星上朗缪尔探针在上述重访轨道同步探测的电子浓度数据,发现电子浓度与O^+浓度存在同步增加.等离子体浓度增加的现象可能与地震产生异常电场进而影响电离层结构有关.

关键词： O^+浓度 demeter卫星地震电离层效应

demeter卫星探测到可能与汶川地震有关的地面VLF发射站信号的信噪比变化

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中国科学（D辑） 2009年第4期39卷 403-412页

作者：何宇飞杨冬梅陈化然钱家栋朱荣 M.Parrot 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震预测研究所北京100053 Laboratory of Physical and Chemical Environment National Center for Scientific Research

中国周边有多个应用于导航的VLF发射站,当demeter卫星飞经中国大陆上空时,它可以接收到来自这些发射站的信号.利用demeter卫星接收到的来自5个不同发射站发出的VLF信号数据,对发生在四川汶川8.0级地震进行研究,发现震中上空区域不同频... 详细信息

中国周边有多个应用于导航的VLF发射站,当demeter卫星飞经中国大陆上空时,它可以接收到来自这些发射站的信号.利用demeter卫星接收到的来自5个不同发射站发出的VLF信号数据,对发生在四川汶川8.0级地震进行研究,发现震中上空区域不同频率信号对应的信噪比在地震前后都发生明显的变化:震前明显降低,震后有所恢复.这个现象可能与地震和电离层耦合有关.

关键词：信噪比 VLF 汶川地震 demeter卫星地震电离层现象

demeter卫星数据格式解析与数据入库效率研究

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地理与地理信息科学 2010年第4期26卷 42-46页

作者：董承玮宋现锋芮小平徐方舟汪超亮中国科学院研究生院资源与环境学院北京100049 中国科学院光电研究院北京100081 中国科学院生态环境研究中心北京100085

该文旨在解译demeter卫星载荷的二进制数据格式,并实现海量电磁数据导入ORACLE数据库的入库技术,为高效分析卫星数据和研究地震-电磁效应奠定基础。考虑到海量数据入库耗时太长,因此基于入库效率提出了3种不同的数据入库方法,并采用C... 详细信息

该文旨在解译demeter卫星载荷的二进制数据格式,并实现海量电磁数据导入ORACLE数据库的入库技术,为高效分析卫星数据和研究地震-电磁效应奠定基础。考虑到海量数据入库耗时太长,因此基于入库效率提出了3种不同的数据入库方法,并采用C和OO4O(Oracle Objects for OLE)接口编程实现。从入库耗时和后续科学分析的便利性对3种入库方法的效率进行比较和分析,采用最优方案建立了demeter卫星数据库,为后期基于Oracle的高效数据读取和分析提供了技术依据。

关键词： demeter卫星电磁数据数据格式 Oracle数据库

利用demeter卫星数据统计分析全球M_w≥7.0地震的电离层电子浓度异常

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地球物理学报 2014年第2期57卷 364-376页

作者：闫相相单新建曹晋滨汤吉地震动力学国家重点实验室中国地震局地质研究所北京100029 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 北京航空航天大学宇航学院北京100191

基于法国demeter卫星ISL探测器升轨数据,统计分析了2005—2009年全球37个Mw≥7.0级地震前后电离层电子浓度变化.结果发现,共有19个地震(51%)前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象,其中大部分表现为异常增强;观测到的电子浓度异常... 详细信息

基于法国demeter卫星ISL探测器升轨数据,统计分析了2005—2009年全球37个Mw≥7.0级地震前后电离层电子浓度变化.结果发现,共有19个地震(51%)前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象,其中大部分表现为异常增强;观测到的电子浓度异常现象一般出现在震前1～5天内,也有部分地震前出现两次及以上扰动现象.分析表明,在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的电子浓度扰动,即异常震例基本发生在纬度±40°以内(18次),更是以±20°内居多(13次).此外,震源深度对电子浓度扰动的影响并不明显,而震级大小则与扰动幅度基本上呈正相关;震前出现的电子浓度异常有时会受到地磁活跃的共同影响,此时的扰动幅度一般较大.地震电离层扰动现象是复杂多变的,需要联合地基和天基手段共同观测,并从机理上加强研究.

关键词： demeter卫星电离层电子浓度强震统计分析