《Geomatics, Natural Hazards and Risk》：Localized enhancement of microwave radiation associated with the 2025 M7.7 Myanmar earthquake
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本研究分析了与2025年3月28日缅甸Mw 7.7地震相关的微波亮度温度（MBT）异常。卫星遥感识别出沿Sagaing断裂的四个局部正MBT异常。东部异常自2024年2月持续存在，而南部异常呈现间歇性增强，并于2025年3月达到峰值。东南部异常不明显且为震后出
本研究分析了与2025年3月28日缅甸Mw 7.7地震相关的微波亮度温度（MBT）异常。卫星遥感识别出沿Sagaing断裂的四个局部正MBT异常。东部异常自2024年2月持续存在，而南部异常呈现间歇性增强，并于2025年3月达到峰值。东南部异常不明显且为震后出现。对于中部区域，基于阈值、置信区间和p值分析，该异常可忽略或不存在。这些异常与断裂之间的空间相关性归因于印度–巽他板块相互作用导致的长期压缩应力。综合多频率、多源数据分析排除了植被和土壤水分等混杂因素。这些结果表明，地表介电特性的变化是所观测到的MBT增强最可能的机制。这些发现为该地区未来的地震监测和预测提供了有价值的参考。
这篇发表于《Geomatics, Natural Hazards and Risk》的研究聚焦2025年Mw 7.7缅甸地震前的微波辐射异常。地震预测仍是全球性难题，地球结构非均匀、内部动力学不可直接测量、断裂系统复杂，使短临预测尤为困难。已有研究在2008年汶川地震、2015年尼泊尔地震、2017年伊朗–伊拉克地震前检测到微波亮度温度（MBT）异常，表明卫星微波遥感可探测孕震热异常。2025年3月28日，缅甸Sagaing断裂西段发生Mw 7.7地震（95.93°E，22.00°N），该区位于印度–欧亚碰撞边界，地壳缩短速率约2 cm/yr。震中邻近曼德勒，导致严重伤亡。光学遥感受云层制约，而微波遥感具备穿透云层和昼夜观测能力，因此研究人员采用低频MBT监测该地震的震前辐射异常。
研究人员利用GCOM-W1卫星搭载的先进微波扫描辐射计2（AMSR-2）10.65 GHz水平极化夜间MBT数据，以2015—2024年为历史背景场，通过时空加权两步法（STW-TSM）计算残差，并结合DTS准则、微波极化差指数（MPDI）、土壤水分（SM）、降水、归一化植被指数（NDVI）等多源数据排除环境干扰。研究识别出东部（E）、南部（S）、中部（C）、东南部（SE）四个异常分带。E带自2024年2月起持续正异常，S带间歇增强并在2025年3月达到峰值，SE带震后出现，C带统计上不显著。综合结果表明，印度–巽他板块持续压缩激活岩石中的正空穴（p-holes）并向地表迁移，降低近地表介电常数，从而增强微波辐射。
主要技术方法包括：基于AMSR-2的10.65 GHz水平极化夜间MBT数据构建2015—2024年历史背景场，采用STW-TSM剔除年际差异和远场气象扰动，获得残差；依据DTS准则，以μ+2σ作为候选异常阈值，并通过95% bootstrap置信区间和单样本t检验评估显著性；利用MPDI表征介电特性变化，并结合ERA-5 SM、降水、Sentinel-2 NDVI排除水文和植被干扰；比较6.9、10.65、18.7、36.5 GHz多频段水平极化MBT，确认异常仅出现在10.65 GHz。
Zone-E：距震中50 km、最靠近Sagaing断裂，正MBT残差幅值最大。时间序列显示震前持续为正，震前2天（3月26日）消失，震后2天（3月30日）复现，4月7日再次消失；且从2024年2月起已出现高值，领先主震约13个月。
Zone-S：位于震中以南约300 km的断裂右旋侧，残差幅值仅次于E带。震前持续，主震当天（3月28日）消失，震后5天（4月2日）复现，4月6日消失；2024年1月首次出现，2025年3月异常突然极高。
Zone-C：位于研究区中部，距Sagaing断裂东约100 km。正MBT残差幅度较小且多为间歇性，震前6天（3月22日）消失，震后5天复现；大多数异常未超过μ+2σ阈值。
Zone-SE：位于震中东南约250 km，震前平静，震后4月6日起出现中等正异常；4月11—27日期间SM稳定或略升而MPDI负异常，但4月6日样本显示MPDI与SM同时下降，故不能排除SM降低导致的介电常数下降。
统计检验：对五个分带（含NE对照区）的残差均值进行95% bootstrap置信区间和单样本t检验，E、S、SE均p<0.001，且置信区间完全位于零以上；C带p=0.643，无显著偏离；NE控制区呈显著负异常（p<0.001），说明正异常并非大尺度气候或季节因素。多频段比较显示，正MBT异常仅出现在10.65 GHz，18.7–89.0 GHz残差与SM残差显著负相关，说明高频主要反映SM；低频因波长长、穿透能力强，可探测地下分米至米级过程。NDVI从1月到4月中旬逐步下降，4月下旬恢复，但研究人员认为不能建立因果联系，仅作为定性观测，不依赖其作为地震异常主要证据。
讨论部分指出，应力激活p-holes理论可以解释观测结果。Freund实验表明，受压岩石产生p-holes并沿应力梯度迁移，在岩石表面累积正电位，降低介电常数。研究区第四纪沉积物含变质岩组分，曼德勒地区变质岩上覆第四系，为深部p-holes向地表迁移提供通道。Sagaing断裂自1930年Mw 7.4地震后持续积累应变，滑动速率约20 mm/yr，使2025年地震前数年深部地壳已处于高应力状态，因而约13个月的异常提前时间在物理上合理。震后复现与应力再累积、断裂闭锁有关。断裂右旋走滑的几何特征、近垂直倾角和南部优势破裂方向决定了E、S带异常更强；C、SE带位于应力传递路径或沉积盆地上，受应力场调整影响，可检测性依赖盆地放大作用。累积于地表的p-holes还可能产生界面电场，促进大气电离，与震前几天电离层异常相符。p-holes累积为准连续过程，实验室显示持续应力下p-hole电流可持续数小时至数周，因此MBT异常可早于主震数月甚至一年出现。
结论：本研究调查了2025年Mw 7.7缅甸地震前微波辐射异常的时空特征及机制模型。STW-TSM导出的残差MBT影像揭示了与地震相关的MBT异常时空演化。研究识别出四个主要异常区：E带位于震中以东50 km；S带沿Sagaing断裂右旋侧向南延伸约300 km；C带位于研究区中部附近；SE带位于震中东南约250 km。E、S、C带在震前出现正MBT异常，临震前恢复平静，震后异常复现；SE带仅在震后出现正异常。E、S带因更靠近断裂、地下能量和应变积累更强且p-hole迁移路径更直接，故异常幅度更大、持续时间更长。结合降水、SM等辅助数据排除气候贡献后，地震相关的级联机制为：构造压缩激活受压岩石中的p-holes，其沿应力梯度向地表传播，降低近地表介电常数，最终增强微波辐射。需要强调的是，主震前约13个月出现的正MBT异常代表长期地壳应力积累的早期覆盖层响应，而非临震前兆；震前衰减和震后恢复可能反映地震周期最后阶段。这是一项回顾性案例，未包含前瞻性预测技能的统计检验，误报率、漏报率和长期预测性能需用大量独立地震事件和地震平静期系统评估。未来计划利用迁移学习或基于历史地震目录的随机模拟量化检测性能和虚警风险。卫星微波遥感已被证明可有效监测地壳应力场交替，特别是在光学方法失效的植被/云层覆盖区；多参数协同分析可提高前兆检测可靠性，推进地震预报框架。
