汶川大地震前曾出现电离层异常

　　在最近出版的2009年第四期《科学通报》上，中国国家空间天气监测预警中心的余涛副研究员及其同事发表论文指出，2008年5月9日，汶川大地震所在地附近出现了大范围的电离层参数异常增加。
　　初步分析，电离层异常可能与该地区电场突然增加有关，或为汶川大地震的电离层前兆。
　　由于太阳和各种宇宙射线的辐射，导致空气分子的电离而形成电离层。距离地球表面60公里到900公里之间的区域，都可以算为电离层。电离层扰动则是指电离层结构偏离其常规形态的急剧变化。造成电离层扰动的因素，主要来自于两个方面：一方面是来自于外太空的影响，包括太阳耀斑、地磁暴等；另一方面则来自于地球的影响，包括台风、地震和核爆炸等。
　　余涛及其同事利用多种观测手段发现，汶川地震前，中国上空的电离层出现明显扰动，电离层总电子含量（TEC）明显增加。电离层TEC是电离层电子浓度沿垂直高度的积分总含量，代表着在垂直方向上，电离层电子的总数目。
　　余涛说，从2008年5月5日到15日，汶川以东至日本冲绳、南至海南南部地区的电离层，电离层TEC出现了明显增加，“平时，这样的增加很少能看到”。
　　一般认为，在地震的孕震期、临震前、主震和余震中，地层形变和电磁等地球物理场都要发生不同程度的变化，而这些变化将不同程度地影响震区周围的大气圈，直到电离层。
　　2008年5月9日18时出现的扰动较为特殊：汶川以东南20度范围均出现了电离层TEC明显增加，在南半球磁力线共轭区域也有增加现象，而世界范围内的其他地区则无明显增加。整个扰动时间持续了七八个小时，武汉可能是这段时间内电离层TEC最高的地区。
　　提起5月9日的电离层扰动，余涛打比方说，从5月5日到15日的电离层扰动，就像一盆水放在地面上，即使没有风吹，自己内部有泡泡也会导致水面不平静；但是5月9日的扰动，则是“往水中扔了一块石头”。
　　余涛解释说，一般磁暴等因素引起的电离层异常，往往是全球尺度的，不会集中在某一个区域；有的地区电离层扰动会增加，有的地区电离层扰动则会减小。而台风等因素引起的电离层异常，则通常会局限在某个较小的区域，例如台风从厦门登陆，那么电离层异常的区域仅局限于厦门地区，“绝对不可能从厦门扰动到日本又扰动到武汉”。
　　而汶川大地震前的三天，太阳、地磁等空间天气因素都非常平静，因此，余涛及其同事指出，汶川大地震前出现的电离层扰动可能和地震有密切相关。
　　比较公认的地震影响电离层的理论有两种：一是地震区产生的内重力波对电离层的影响，二是地震区的异常垂直电场进入电离层从而引起电离层扰动。通常认为前一种假设引起的电离层扰动强度较小，范围有限；后一种机制引起的电离层扰动强度大，范围广。
　　以往的研究结果显示，对于5级以上的地震，在地震附近地区一般会出现电离层扰动，概率约为74.1%。
　　不过，目前没有直接证据表明，电离层扰动是由地震活动直接导致的。由于电离层本身较强的逐日变化、来自低层大气的扰动也可能导致电离层出现一些异常增强或者减弱，甚至在地磁非常平静的时期，电离层可出现高达200%的增强现象。
　　因此，余涛强调说，还需要寻找其他证据，才能更进一步分析汶川大地震期间电离层异常与地震的关系。■

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