在一些地震前，并没有出现可识别的热红外异常信息；而部分地震前后则热异常显著，有的地震发生在异常达到最大值前；有的地震发生在异常达到最大值后数日至数月，可识别到某一特征周期下明显的地震热红外异常，且异常区域面积相对较大，幅值较高；有的则发生在整个异常从出现直至消失后。比如2012年7月20日江苏宝应M_L5.2地震，地震发生在异常达到最大值前18 d，震中经纬度为119.61°E，33.03°N，设定扫描的空间地理范围为28°~38°N，114°~124°E，从地震发生前后的相对功率谱时空演化图中明显看出，第一特征周期（64 d）震前8 d异常出现，即7月12日在震中附近出现近东西向的异常条带至地震发生，随着时间的推移异常范围不断扩大，8月7日异常达到最大值，9月初异常基本消失（图1）。

2016年10月20日江苏射阳M_L4.8地震，震中经纬度为120.19°E，33.38°N，设定扫描的空间地理范围为28°~38°N，115°~125°E，从地震发生前后的相对功率谱时空演化图中看出，第三特征周期（21 d）异常显著，震前20 d出现异常，9月30日开始异常主要分布在震中东北部，震中附近出现近东北向的异常条带，10月19日异常达到最大，地震在异常最强阶段发生，发生在异常达到最大值后1 d（图3）。

2010年10月24日河南太康M_L5.1地震，震中经纬度为114.42°E，34.00°N，设定扫描的空间地理范围为29°~39°N，109°~119°E，地震发生在整个异常周期结束后5 d，在地震发生前后的相对功率谱时空演化图中看出，第一特征周期（64 d）震前2010年9月1日出现异常，异常主要分布在震中东北部，震中附近出现近东北向的异常条带，9月23日异常达到最大，之后异常逐渐减弱至10月20日消失，地震在异常结束后5 d发生（图5）。

图1 江苏宝应地震热红外异常时空演化图Fig.1 Temporal and spatial evolution map of thermal infrared anomaly of Baoying earthquake in Jiangsu Province

图2 江苏宝应地震相对功率谱时序曲线Fig.2 Time series curve of relative power spectrum of Baoying earthquake in Jiangsu Province

图3 江苏射阳地震热红外异常时空演化图Fig.3 Temporal and spatial evolution map of thermal infrared anomaly of Sheyang earthquake in Jiangsu Province

图4 江苏射阳地震相对功率谱时序曲线Fig.4 Time series curve of relative power spectrum of Sheyang earthquake in Jiangsu Province

图5 河南太康地震热红外异常时空演化图Fig.5 Temporal and spatial evolution map of thermal infrared anomaly of Taikang earthquake in Henan Province

2010年6月5日山西阳曲M_L5.1级地震，震中经纬度为112.38°E，38.11°N，设定扫描的空间地理范围为33°~43°N，107°~117°E，地震发生在最大值后两个月内，在地震发生前后的相对功率谱时空演化图中看出，第三特征周期（21 d）震前2010年3月7日出现异常，震中位于异常突出的边缘，发震隐伏断裂在异常区域内，4月10日后异常面积达到最大，之后异常逐渐减弱至5月6日消失，地震在异常结束后30 d发生（图7）。

图6 河南太康地震相对功率谱时序曲线Fig.6 Time series curve of relative power spectrum of Taikang earthquake in Henan Province

图7 山西阳曲地震热红外异常时空演化图Fig.7 Temporal and spatial evolution map of thermal infrared anomaly of Yangqu earthquake in Shanxi Province

图8 山西阳曲地震相对功率谱时序曲线Fig.8 Time series curve of relative power spectrum of Yangqu earthquake in Shanxi Province

研究过程中所选择的35个地震中，18个地震有明显的热红外异常，所占比例约为50%，不同地震具有不同的特征周期。6个特征周期，每个地震前出现异常的特征周期不一样，主要以前三个周期为集中，第一至第六特征周期分别为64 d、32 d、21 d、16 d、14 d、11 d，出现异常的18个地震中，在前三个周期出现异常的地震有12个，占比67%，在前两个周期出现异常的地震有10个，占比56%，以往研究发现如果发震时段气温高降雨少时，会有特征周期较长的现象；降雨多时则有特征周期较短的可能^[21]。在特征周期异常值统计中，异常达到最大值前发生的地震有3个，占比为17%；异常达到最大值后发生的地震有13个，占比为72%（表2）。异常总体特征为出现→最大→消失的过程，10个5级地震中6个震前出现异常，异常的最大峰值与震级无明显关系。从相对功率谱时空演化图中看出大多数异常的面积与震级有关联，面积越大，震级越大。

2012年7月20江苏宝应地震选取热辐射较强区域（32.5°~33.0°N，119.5°~120°E），研究近3年数据的相对功率谱曲线变化，从相对功率谱时序曲线图中看出，箭头位置指示地震发生时刻和对应幅值，在2012年8月7日相对功率谱达到峰值，峰值为平均值的14倍，地震发生在峰值前18天，震级与最大峰值不一定相关（图2）。2016年10月20江苏射阳地震选取热辐射较强区域（34.0°~34.5°N， 120.5°~121°E），研究近3年数据的相对功率谱曲线变化，从相对功率谱时序曲线图中发现，在2016年10月19日相对功率谱达到峰值，峰值为平均值的9倍，地震发生在幅值达到峰值后1 d，震级与最大峰值不相关（图4）。2010年10月24河南太康地震选取热辐射较强区域（36.0°~36.5°N， 115°~115.5°E），研究近3年数据的相对功率谱曲线变化，从相对功率谱时序曲线图中分析，在2010年9月23日相对功率谱达到峰值，峰值为平均值的12倍，后异常逐渐减弱至10月20日消失，地震在异常结束后5天发生，同时发生在最大值后两个月内，震级与最大峰值不相关（图6）。2010年6月5日山西阳曲地震选取热辐射较强区域（37.5°~38.0°N， 112.8°~113.3°E），研究近3年数据的相对功率谱曲线变化，从相对功率谱时序曲线图中得出，在2010年4月10日相对功率谱达到峰值，峰值为平均值的11倍，后异常逐渐减弱至5月6日消失，地震发生在最大值后两个月内，震级与最大峰值不相关（图8）。

研究区内的地震断层性质多为走滑型，异常都出现在震中附近区域，且大部分地震热红外异常形态与断层走向基本一致。但也有地震的异常形态是团块状，比如2010年河南太康地震等（表2），不同地震具有不同的特征周期，特征周期与断层展布形态无显著规律。

本文以中国静止气象卫星风云二号系列相当黑体温度（TBB）亮温产品信息数据为资料，选取2006年至2020年江苏及邻区M_L≥4.3的35个地震，通过分析其热红外异常特征，主要得到如下结果与认识：

应用小波变换和傅氏相对功率谱方法，能有效提取地震热红外异常信息，凡出现热辐射异常的地震，空间上的演化过程都可总结为3个阶段：初始零星阶段→逐渐增强持续阶段→减弱消失阶段。有的地震发生在异常达到最大值前；有的地震发生在异常达到最大值后数日至数月；有的则发生在整个异常从出现直至消失后，也有震例反复出现“异常出现→增强持续→减弱消失”这个过程。异常形态多为团块状或与断裂带走向一致的条带状，但也存在与断裂垂直的现象，震中往往位于异常一侧的边缘或者异常突出区域内，异常区的范围会随时间逐渐增大，大多数异常的面积与震级有关联，面积越大，震级越大。

表2 研究区热红外亮温相对功率谱异常特征统计对比表Table 2 The statistical comparison table of anomaly characteristics of relative power spectrum of thermal infrared brightness temperature in the study area

所提取35个地震中，18个地震有明显的热红外异常，不同地震出现异常的特征周期不同，主要以前三个周期为主。出现异常的18个地震中，在前三个周期出现异常的地震有12个，前两个周期出现异常的地震有10个。异常持续时间最短为10 d，如2006年河南濮阳M_L4.7级地震；最长为86 d，如2010年河南太康M_L5.1级地震。10个5级地震中有6个震前出现异常，25个4级地震中有12个震前出现异常，地震大多发生在异常达到峰值后三个月内，对地震发生的时间有一定的预测意义。异常的最大幅值与震级没有正相关的关系，有的幅值大的震级反而较小，所以从峰值方面对地震大小的判定存在困难。

以往的震例研究多是针对西部地区，而这些地方的地震都以大震或者巨震为主，对于东部及沿海地区，热红外方面的研究与应用少之又少。本文所得统计成果为东部地区地震热红外异常研究积累资料，具有一定的现实意义。文中所有震例的发震断裂参数皆参考相关震源机制解，庆幸的是在一些中强地震发生前的确存在热异常现象，但热异常与地质环境和大气环境紧密相关，虽然前期数据预处理利用小波分析方法消除高频和低频的信息，但还是不能完全消除云雨和地球温度场的影响，且目前对于地震热红外异常的成因机理认识尚不成熟，将热红外用于地震预测，需要与其他前兆手段和测震学方法综合判定。另外沿海地区的热红外异常易受海洋气候的影响，整个地震异常是复杂的。本文取得的初结果，仅仅为东部地区的热红外研究积累一些初始经验，后续还需要大量震例不断的积累验证并总结。

致谢：甘肃省地震局张元生老师提供了计算程序，在此表示感谢。