1 研究背景

临震地质构造活动将引起大气层、电离层和磁层带电粒子的产生和运动，以及电磁环境的异常扰动。利用法国DE-METER卫星研究发现，国内外许多强震发生前均出现了不同程度的电离层扰动异常，异常大多出现在震前15天内，且有多参量同步出现异常的特征，如2008年汶川M_S 8.0地震前，震中附近电子密度、电子温度和氧离子密度出现剧烈变化，且电磁辐射增强；2005年苏门答腊8.6级地震前在赤道区域的多个参量均出现电离层扰动现象；2008年于田M_S 7.2地震前，震中附近电离层离子温度、离子密度、磁场等出现多参量异常现象。

地震众多前兆信号中，震前电离层异常扰动一直是地震监测预报的研究热点。大量研究结果表明，由地震引起的电离层异常变化确实存在，且一般出现在震前一周左右，呈明显短临特性（Liu et al，2000；李美等，2014）。Liu等（2000）分析了中国台湾地区1994—1999年所有6级以上地震的电离层异常信号，结果发现，该异常集中在震前1—6天出现；类似地，李美等（2014）对全球中强震前电离层扰动异常进行统计，结果显示，与地震相关电离层扰动主要出现在震前一周，且具有明显向震中迁移的趋势。

2 理论基础和研究内容

在地震发生前1—30天内，大量低频电磁波由地壳内部向空中发射，声波和次声波也向空中发射，而且微观热运动向空中迁移，地壳中的水不断蒸发到空中。大规模地壳源热运动形成的行星重力波将传播到电离层，对电离层形成干扰，最终体现在电离层电子密度的涨落上，显示出与常规观测结果不同的异常现象。太阳活动和大气活动都会导致电离层电子密度扰动，但是信号特征不同。如果没有太阳活动，局部地区又没有大气气象活动，其附近电离层显示出异常的电子密度异常扰动，则有可能是临震前地壳物质释放导致的。（Global Navigation Satellite System）。

2022年6月10日0时03分四川阿坝州马尔康市发生M_S 6.0地震。作者基于全球导航卫星系统GNSS观测的TEC数据及合作团队的长期观测，在此次马尔康M_S 6.0地震前15天（2022年5月26日）发现电离层出现异常扰动时，在排除了空间天气和气象因素的前提下，结合当日电离层观测数据的异常特征，于震前做出特有的空间物理预判。

3 研究结果

2022年5月26日，太阳活动处于平静时期（最大K_p指数为1+，最小D_st指数为5 nT），电离层未受到空间天气影响，无台风天气，且雷暴引发的次声波尺度小。乐山岩石圈—大气圈—电离层圈综合观测台GNSS-TECU（地基电离层闪烁计）数据显示电离层电子浓度总积分异常，乐山400 km高的电离层有异常，此异常由周边400 km左右的断裂带传来的地质源异常大气声重波导致。根据地质源声重波引发低电离层产生附加发电机效应，引发附加低电离层电场为δV_L×B＝-δE，部分等离子体中的电场导致电离层电导率重组，引发区域性高电离层电场映射，形成高电离层电子漂移V_h＝δE×B→δn，最终造成总电子浓度明显下降或上升，而乐山综合观测站观测到电子浓度明显上升。同时，由于川西地区属于北半球西风带和北风带（李崇银等，2015），因此，震中位置应该位于乐山西北方向的断裂带上，距乐山约400 km。课题组将这一结果与地震星数据进行对比分析，并与相关负责人进行及时沟通，锁定阿坝县为震中区域可能性最大的县城，5月27日作出以下预判：从5月26日起，30天内川西阿坝县发生6.0—6.5级地震的概率较大。6月10日，在距阿坝县城50 km的马尔康地区发生6级大震。此外，震后对马尔康断裂带周边气象站观测数据分析显示，对应GNSS-TECU明显扰动的1:00—3:00时段（夜间），区域性温度明显升高。这些分析结果表明，异常前兆信号很可能反映了1—30天内距乐山西北方向近400 km区域有6.0—6.5级左右强震发生的可能。

4 结束语

马尔康震区属高原峡谷区，位于西北高原南端松岗断裂带上。电离层观测不受地理条件、地理环境的制约，在马尔康M_S 6.0地震发生前的异常分析判断中发挥了较大优势，对于后续的防震减灾工作具有重要的参考价值和意义。未来对震前多参量、多前兆信号进行同步分析，基于地基和空基探测技术开展天地一体化联合观测，建立多参量时空关联，可为地震前兆异常扰动判识提供更多证据，排除单一性、局地性异常，对于区域震前震情评估判断具有重要意义。