1 研究背景

青藏高原受到欧亚大陆挤压和印度次大陆碰撞发生隆升，形成世界上规模最大、构造最为复杂的高原地带。复杂的构造也让青藏高原及周边地区成为我国中强地震的易发区，2021年5月22日玛多M_S 7.4地震就发生在这样的背景下。研究地震前地球物理场参数出现的响应异常是地震预报工作的重要方向。传统手段在地震异常研究中取得了诸多成果，但在特定区域，如环境破坏大、观测手段维护困难的地区，传统手段难以做到有效观测。随着星载观测手段的发展，利用卫星数据开展地震前后异常研究逐渐弥补了这一缺陷，并让该手段成为关注热点。

20世纪80年代，Gorny等（1988）使用卫星中红外数据进行研究，发现中东地区中强地震前存在明显的热红外辐射升温异常。此后，研究人员不断扩展卫星研究手段，在研究方法上发展了RST、涡度、小波变量、距平和功率谱等方法；在研究参数上挖掘了亮温、长波辐射、CO₂、CH₄等。上述方法和参数也在全球多地地震前捕捉到了异常信息（Cervone et al，2004；Ouzounov et al，2004；Xiong et al，2010；Cui et al，2011；Zhong et al，2020）。

因此，使用卫星手段研究震前异常信息，不仅可以拓展地球物理场研究手段，也可以提供更多科学可靠的震情信息。研究在此基础上，使用MODIS传感器热红外数据，分析2021年玛多M_S 7.4地震前后热辐射的时空变化特点，发现震前在青藏高原存在显著辐射异常，伴随异常发展，青藏高原内部连续发生多次M_S 6.0左右地震，而玛多地震后，空间和时间曲线亮温值均回归正常。

2 研究内容

本研究以2021年玛多M_S 7.4地震为目标，分析地震前多年和震后一段时间内青藏高原亮度温度的发展变化。从理论上而言，强震前在孕震区往往存在应力加载累计过程，过程中会以红外辐射的形式向外传输能量，而卫星热红外手段能记录到地表辐射能量的变化，这也是热红外手段研究孕震机理的主要基础。因此，本研究以2004年后长时间序列的MODIS热红外数据为基础，计算青藏高原亮温背景场，得到亮温距平；以青藏高原构造二级地块为基础（巴颜喀拉、羌塘等），对亮温时间序列发展进行跟踪，同时设置异常阈值线以确定亮温异常信息。

3 研究结果 3.1 玛多M_S 7.4地震出现大范围红外辐射增强显现

自2020年7月始，青藏高原西部开始出现热红外辐射增强现象，辐射增强区逐渐向东迁移，面积逐渐扩大，12月增强现象变弱，2021年1月后再次出现，并覆盖整个青藏高原，直至玛多地震发生。值得注意的是，红外辐射发展过程中，青藏高原内部伴随发生了一系列6.0级左右地震。从辐射增强现象看，辐射发展与青藏高原受欧亚大陆挤压的动力学背景契合，而玛多地震与其之前的系列中等地震也均发生在这样的动力学背景下。

3.2 玛多M_S 7.4地震出现亮温时间曲线超阈值

跟踪分析羌塘地块、巴颜喀拉地块、川滇地块亮温时间曲线（图 1），发现2020年11月，羌塘、巴颜喀拉和川滇地块亮温时间曲线均超过2倍标准差，并在2022年3月再次超过1.5倍标准差。3个地块的亮温曲线均由负2倍标准差快速上升至超过2倍标准差，此现象表明，区域应力存在一次快速增强发展过程。

4 结束语

研究表明，2021年玛多M_S 7.4地震前热红外亮温存在显著的时空异常。卫星手段具有监测范围广、不受人为干扰、数据源稳定等优势，使用卫星观测参数，开展地震前多圈层综合分析，可以为地震预测研究提供新的思路和方法，为震情研判提供更多科学依据。