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长期观测表明,在地球物理学、地质学和地球化学等多种地震前兆表现中,非力学的电磁学方法在地震短临预报中亦有着同样重要的地位。空间电磁场观测数据研究表明,电离层电磁现象异常与地震活动有很强的相关性。如果充分应用空间对地观测的大动态、宽视角、全天候等特点,弥补地面观测的不足,形成天地一体化地震监测体系,将大大提高地震监测能力和水平。世界上首颗成功发射专门探测地震电离层扰动的卫星是法国的DEMETER卫星,它于2004年6月29日发射进入太阳同步轨道,2010年11月29日服役期满,在660至710km轨道高度内积累了 6年的观测数据。DEMETER卫星成功发射以后,学者们做了大量的地震电离层背景场研究。他们的背景场建立的方法各有不同,依据各人研究目的的需求,季节、频段、地磁活动性以及网格的划分都有很大的差别,但基本原理是一致的,他们都计算了格点平均值和标准方差,计算结果拟用作电离层扰动研究的背景值。然而卫星高度局部地区电离层电场做过背景特征分析方面目前未见相关报道,并且提取地震前兆异常急需要这个背景数据,因此本文将选取局部区域来开展研究,来填补这一领域的空白。本文研究的区域范围是105°E-145°E,38°N-58°N,位于欧亚板块、太平洋板块和北美板块的交汇区域,该地区现今地震活跃,区域覆盖了中国唯一的深震区-东北深震区,还有近年来发生过多次M5级以上地震的郯庐地震带、山西地震带、燕山地震带和河北平原地震带。该区有史以来记载过多次7级以上地震,其中包括1679年三河-平谷8级地震,1976年唐山M7.8级大地震,1975年海城M7.5级地震,这些大震都带来了巨大的经济损失和人员伤亡。利用搭载在DEMETER卫星上的电场探测仪(ICE)的ELF/VLF频段电场数据,选取电场部分功率谱密度(Power Spectrum Density,此后简称PSD)观测量,研究电离层电场在近半个太阳活动周里面的昼夜、季节以及年变化等准时空分布规律并尝试分析其物理机制。而后基于背景场方法筛选出该区域Ms≥6.0级典型地震,对每个地震在震前90天到震后30天的电场数据,研究了其时空演化特征,并对异常特征规律进行分类总结,得出如下结论:(1)电场功率谱密度(PSD)背景场年变化特征表现为:夜侧不同年份的相同月份、相同频段的背景场分布特征有较高相似度,昼侧相似度不如夜侧;不同年份的相同月份、相同频段昼侧背景场和夜侧背景场强度变化范围均较为一致;电场背景场强度从2005年开始呈现逐年递减的趋势,2005年背景场强度最强,2009年背景场强度最弱。(2)电场功率谱密度(PSD)背景场季节变化特征表现为:夜侧,夏季背景场强度最强,其次强度从强到弱分别是冬季、春季和秋季;昼侧季节变化规律不明显。(3)电场功率谱密度(PSD)背景场昼夜变化特征表现为:除371Hz-879Hz这个频段,其他研究频段表现出夜侧电场背景场强度大于昼侧背景场强度。(4)在所筛选出的6个震例中3个地震是在扰动幅度达到最大随后下降过程中发震。另3个震例是在扰动幅度在震前逐渐增加达到最大时发震,而后均逐渐恢复。地震期间电场的时空演化特征最大扰动幅度主要集中在震中±4°以外的区域,说明地震异常信号均有一定偏移效应。研究结果在异常出现时间与空间上与前人的成果亦存在相似之处,说明其结果是可信的。