利用卫星遥感获取构造活动信息的热物理指标研究

利用热红外信息研究断层现今活动是一个全新的探索，要解决的问题很多，既要排除大气作用等外部因素的影响，又要提取来自深部构造活动的信息。在建立了热场与应力、应变场关系的基础上，卫星热红外信息成为可以利用的手段之一，应用前景逐渐明朗。要使其从探索性研究走向实用化，下一步工作就是建立一套与构造活动相关、客观的、稳定的、可供检验的热物理指标。该项目拟开展如下工作：1.以地表边界的能量平衡为基础，根据数学物理方法，获取地表温度与太阳、大气和地下热三者之间的定量关系。进而，建立一套可通过卫星遥感影像获取的能够反映构造活动的热物理指标。2. 采用理论模拟、实验和断层带实测地表温度数据，检验获取热物理指标模型，弄清理论模型的适用范围。3. 结合地形变测量资料，或者根据GPS、地震活动等已有成果，验证该物理指标用于获取现今构造活动信息的效果。最终，为利用卫星热红外信息探索构造活动走向实用化迈出重要一步。

构建反映构造活动信息的热物理指标是一项探索性极强的工作，涉及多个学科领域的内容。然而，不管地表影响因素如何复杂，从能量平衡上看，地球表面作为地球内部和外部空间交换能量的边界，主要受到来自太阳、大气和地下热三者的共同作用。通过本项目的工作，主要取得3方面进展：1）以热传导方程为基础，利用地表的能量平衡构建边界条件，通过数学物理方法，获取地表温度与太阳、大气和地下热之间的定量关系，建立了可反映地下热活动的物理指标—地热通量差异指数（GFI）；2）验证了物理指标合理性和有效性。通过稳定年周期成份检验了物理指标建立理论方面的正确性；结合GPS的研究成果，对GFI识别构造活动的有效性进行了验证。这表明地热通量差异指数（GFI）对构造活动具有一定的指示性，可作为判别构造是否活动的热物理指标；3）以汶川地震为例，对地热通量差异指数（GFI）的实际应用进行了初步探索。总之，经过数理分析、可靠性检验和有效性验证等一系列工作，表明地热通量差异指数（GFI）能够反映构造活动信息，并且能够通过卫星热红外遥感资料获取。这将有助于利用卫星热红外信息探测现今构造活动，从探索性研究走向实用化。