秦 凯，男，博士，中国矿业大学环境与测绘学院老师。在包括Proceedings of the IEEE等国际顶级期刊上发表SCIEI论文10余篇，获得软件著作权1项，主持或参与科研项目多项，任《IEEE TGRS》《IEEE JSTAER》《IJRS》《ATMOSFERA》等SCI期刊审稿员，IEEE-GRSS会员、AGU会员、EGU会员。
第1章 绪论1.1研究背景地震是对人类危害最严重、破坏性最大的突发性固体地理灾害之一。目前，全球正面临着新的地震活跃期，如2001年11月中国昆仑山口西8.1级地震、2004年12月印度尼西亚苏门答腊8.7级地震、2005年巴基斯坦7.8级地震、2008年3月中国于田7.3级地震、2008年5月中国汶川7.9级地震、2009年4月意大利拉奎拉6.3级地震、2010年1月海地太子港7.3级地震、2010年2月智利康塞普西翁8.8级地震、2010年4月中国玉树地震、2010年9月新西兰克基督城7.0级地震、2011年日本宫城9.0级地震等，均给人类造成了巨大灾难，再一次给全世界敲响了警钟。地震活动监测预警已成为维护我国国家公共安全和保持社会稳定最重要的内容之一，是目前亟待研究的重大问题。地震前的热异常现象早已为国内外所关注。各国学者通过调查一些大地震前的异常情况，发现许多地震前都存在异常的气温变化。但由于当时缺少观测仪器或仅有少量的气象观测站，制约了地震热异常的深入研究。1988年，苏联科学家戈尔内（Gorny）等通过分析卫星红外图像发现，在中亚地震活动区的断层交汇部位，许多中强地震前均出现了短临的热红外辐射增强现象。其中最具有代表性的就是1984年3月19日加兹利地震前一周（即3月11日）在塔姆德托克劳和塔拉斯费尔干断层交汇部位出现的明显的热红外正异常，异常面积超过了10万平方千米。这一发现使得利用卫星遥感技术快速获取大面积的地表温度场信息、捕捉震前热异常成为可能。此后20多年，利用卫星遥感开展构造活动的热异常研究引起了学术界的广泛关注，在国内外学术期刊出现了大量的相关文献。尤其是2008年汶川地震之后，灾难性地震频发，相关研究明显增加。同时，各国学者从不同角度对地震热异常的物理机理进行了有益的探索：提出了气热说、应力致热、地下流体作用、P-hole理论、氡气衰变释放潜热等各种假说；开展了混合气体增温实验、岩石受力至破裂过程中的红外及微波辐射观测实验研究。以上研究，为地震热异常现象提供了可能的机理解释和实验证据。总之，近30年的地震热异常研究主要特点可以概括为：①跨学科交叉性：研究人员来自不同的学科领域（地球物理与化学、地震地质学、岩石力学、遥感、测绘、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）等），如表1.1所示；②现象分析与机理探索同步：不同研究团队基于自身的学科背景分别从地震热异常现象的特征分析和背后隐藏的物理机理探索两个方面开展了大量的研究工作；③多源数据、多参数信息：来自地面观测、卫星遥感反演及同化资料的多源数据为地震热异常研究提供了多种参数信息（地表温度、近地表气温、热红外亮温、长波辐射、地表潜热通量等）。
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