بخشی از مقاله
کاربرد سنجش از دور (RS) در بررسی زلزله
چکیده
زلزله یکی از شایعترین خطرات طبیعی است که آسیبهـاي زیـادي بـه محـیط زیـست و جامعـه وارد میکند. با توجه به اینکه هنوز تکنولوژي براي پیشبینی دقیق مکان و زمان وقـوع زلزلـه، ابـداع نـشده است، بررسی اطلاعات و تجزیه و تحلیل زلزلههاي گذشته به منظوردرك بهتـر پدیـدههـاي مـرتبط بـا زلزله بسیار مفیـد اسـت. تحقیقـات نـشان مـیدهـد کـه بـسیاري از پدیـدههـا ماننـد درجـه حـرارت سطحی((LST و یا میزان ازن استراتوسفري در ارتباط با زلزلهها هستند. بررسی تکنولوژيهـاي مـدرن سنجش از دور براي تحقیقات زلزله نشان میدهد که این تکنولوژي براي پژوهشهاي زلزله کاربرد دارد و روشهاي گوناگون آن میتواند مورد استفاده قرار گیرد. نتایج همچنین نشان میدهـد کـه متغیرهـاي قابل مطالعه توسط سنجش از دور که با زلزله در ارتباطند نیز گستردهاند مانند درجه حـرارت سـطحی که در بالا ذکر شد. در این مقاله کاربرد سنجش از دور حرارتی و تصاویر مـاهوارهاي در بررسـی درجـه حرارت سطحی، بیان میشود.
کلمات کلیدي
زلزله، سنجش از دور حرارتی، تصاویر ماهواره اي، درجه حرارت سطحی((LST
.1 مقدمه
یکی از ابزارهاي موثر در مطالعات محیط زیست و علوم زمین، استفاده از سیستم هاي دورسنجی و بهرهگیـري از تصاویر ماهواره اي است.[1] سیستم هاي سنجش از دور، اطلاعات پیوسـته اي از تکتونیـک و سیـستم هـاي گـسل فراهم می کند و به همراه داده هاي زمینی، فهم بهتري از جابجائی ها و لغزش ها ایجاد میکند. مـشاهدات سـنجش از دور دیدي در مورد اینکه چگونه فشار بین سیستم هاي گسل و سطح زمین منتقل مـی شـود و چـه مقـدار انـرژي بـه وسیله زلزله آزاد می شود، بوجود می آورد.[4] سیستم سنجش از دور حرارتی که شاخه اي از سنجش از دور میباشـد که به پردازش و تفسیر داده ها در ناحیه مادون قرمز حرارتی((TIR می پردازد، در بررسی پدیده هاي مرتبط بـا زلزلـه نقش بسیار مهمی دارند.[1] داده هاي تصویربرداري ماهواره اي نشان می دهد که برخی پدیده ها ماننـد تغییـر شـکل زمین و یا تغییر درجه حرارت سطحی((LST با زلزله مرتبط هستند. داده هاي تصویربرداري حرارتی حاصل از سنجنده
AVHRR روي ماهواره NOAA و MODIS روي ماهواره Terra و سایر سنجنده هاي مـادون قرمـز گرمـائی، نـشان دهنده ناهنجاري هاي حرارتی پیش از زلزله هستند که به سیستم هاي گسل در پوسته زمـین مـرتبط اسـت[3]، .[6]
ناهنجاري هاي حرارتی چند روز پیش از زلزله ظاهر می شود و اختلاف در حدود 3-6 درجه یا بیشتر را نشان می دهد و چند روز پس از زلزله نیز ناپدید می شود[3]، [4]، [5]، [6]، .[7]
در ادامه به بررسی داده هاي مادون قرمز حرارتی و درجه حرارت سطحی((LST محاسبه شـده کـه ناهنجـاري پیش از زلزله را نشان می دهند براي چند زلزله در چند کشور پرداخته می شود.
.2 زلزله گوجارات در هند
زلزله قدرتمندي در 26 ژوئن 2001، با شدت 7/7 ریشتر، گوجارات را لرزاند. بـراي ایـن زلزلـه درجـه حـرارت سطحی((LST با استفاده از باند 4 حرارتی NOAA-AVHRR محاسبه شد که توان تشعشعی گرمائی سطح زمـین را در هر زمانی فراهم می کند. تصاویر حرارتی NOAA قبل و بعد از زلزله به مدت سـه مـاه از دسـامبر سـال 2000 تـا فوریه 2001 تجزیه و تحلیل شد. همچنین مجموعه داده هاي NOAA-AVHRR در سال 2003 به منظـور مقایـسه آنالیزهاي سال 2001 و ایجاد یک پس زمینه از رژیم حرارتی، به کار گرفته شد.
پس از مطالعه و مشاهده تصاویر و داده هاي درجه حرارت سطحی، یک افزایش درجه حرارت در جهـت مثبـت در 14 ژوئن 2001 در جنوب غربی گوجارات نسبت به محیط اطراف آشکار شد. درجه حرارت در 23 ژوئن یعنی 3 روز قبل از زلزله گوجارات به حداکثر رسید. در این روز LST در حدود 28-31 درجه سانتیگراد بـود. ایـن افـزایش درجـه حرارت حدود 5-7 درجه بالاتر از درجه حرارت معمول منطقه بود. بعد از آن افزایش درجه حرارت شروع به افـت کـرد.
پس از زلزله در 26 ژوئن 2001، درجه حرارت منطقه حدود 24 درجه سانتیگراد و در تطابق با درجه حرارت معمول و محیط اطراف بود. مقایسه تصاویر با تصاویر سال 2003 نیز نشان می دهد کـه نقـشه درحـه حـرارت در سـال 2003،
نرمال و بدون هیچ افزایش ناگهانی در درجه حرارت بوده است و نشان دهنده این است که ناهنجاري حرارتی در نتیجه زلزله بوده است[2]،.[3] شکل 1 این مقایسه را نشان می دهد.[3]
شکل ا : مقایسه تصاویر حرارتی در 23 ژوئن سال 2001 و 2003 در گوجارات هند
.3 زلزله بم در ایران
زلزله ویرانگر بم در 29 دسامبر سال 2003 با شدت 6/6 ریشتر رخ داد و شهر بم را تخریـب کـرد. بـه منظـور بررسـی درجه حرارت سطحی و ناهنجاري حرارتی، توزیع درجه حرارت سطحی پیش از زلزله مورد بررسی قرار گرفت. پـنج روز قبل از زلزله در 21 دسامبر، یک ناهنجاري حرارتی در جنوب شهر بم آشکار شد و تا چنـد روز ادامـه داشـت[3]، .[7]
اشکال 2 و 3 تصاویر حرارتی ماهواره NOAA در 21 و 23 دسامبر و ناهنجاري هاي حرارتی را نشان میدهد.[7]
شکل :2 تصویر حرارتی NOAA از جنوب ایران در 23 دسامبر 2003، پیکانها نشان دهنده ناهنجاري حرارتی و دایره
سفید نشان دهنده مرکز زلزله 26 دسامبر 2003 است.
شکل : 3 تصویر حرارتی NOAA ، ناهنجاري حرارتی 21 دسامبر. پیکانها نشان دهنده ناهنجاري حرارتی و دایره
سفید نشان دهنده مرکز زلزله 26 دسامبر 2003 است.
تفسیر تصاویر حرارتی نشان می دهد که ناهنجـاري تـا 25 دسـامبر حـضور داشـت و در ایـن روز بـه حـداکثر
رسید(شکل .[7](4
شکل :4 درجه حرارت هاي ناهنجاري حرارتی براي زلزله 26 دسامبر 2003 در بم، ستون نشان دهنده زلزله است.
معمولا ناهنجاري ها در نزدیکی گسل هاي بـزرگ مـشاهده مـی شـوند .عوامـل ایجـاد ناهنجـاري حرارتـی در لیتوسفر واقع است و ساختارهاي زمین شناسی مانند گسل، شکاف یا ترك، به عنوان مجرا عمل می کننـد و گازهـاي گرم را از طبقات بالائی لیتوسفر به اتمسفر منتقل کرده و باعث ایجاد ناهنجاري می گردند. در بم نیز اطراف محل زلزله گسل هائی وجود دارد که احتمالا نقش مجراهاي ذکر شده را ایفا می کنند. ناهنجاري مشاهده شده در نزدیکـی مرکـز زلزله بم چند روز قبل لز زلزله ظاهر می شود و تا حدود یک هفته پس از زلزله نیز ادامه می یابد[3]، .[7]
.4 زلزله هاي چین و ژاپن
زلزله اي در شمال شرقی چین با شدت 4/9 ریشتر در 29 ژانویه 1999 به وقوع پیوست. تـصاویر مـادون قرمـز گرمائی NOAA-AVHRR در یک دوره از دسامبر 1998 تا فوریه 1999 مورد بررسی قـرار گرفـت. تـصاویر حرارتـی نشان دادند که ناهنجاري در 5-7 ژانویه یعنی در حدود سه هفته قبل از لرزه ظاهر می شـود. چنـد روز قبـل از زلزلـه،
درجه حرارت ناهنجاري کاهش می یابد و پس از لرزه مجددا افزایش می یابد. نتایج بررسی ناهنجاري هـا در چـین بـه طور کلی نشان می دهد که ناهنجاري 6-24 روز قبل از زلزله ظاهر شد و تا حدود یک هفته پس از لرزه ادامه یافـت و دامنه آن حدود 3-7 درجه سانتیگراد بود[1]،[5]،.[6] شکل 5، ناهنجاري حرارتی مرتبط بـا زلزلـه در چـین را نـشان میدهد.
