了解大地震前的物理過程對于開發(fā)有效的短期預測方法至關重要。盡管地震產(chǎn)生的物理機制仍然復雜，但越來越多的證據(jù)表明，巖石圈、大氣層和電離層構成了一個耦合系統(tǒng)，在重大地震事件發(fā)生前和期間，地震過程可能表現(xiàn)為可測量的大氣和電離層異常（Pulinets和Boyarchuk, 2004; Pulinets等人, 2015）。在各種電離層參數(shù)中，總電子含量（Total Electron Content, TEC）——表示衛(wèi)星從GNSS衛(wèi)星到接收器路徑上的電子總數(shù)——對這些擾動特別敏感。
先前的研究已經(jīng)報告了在強地震發(fā)生前數(shù)小時到數(shù)天內(nèi)出現(xiàn)的顯著TEC異常。劉等人（Liu et al., 2001）記錄了臺灣多次M ≥ 6.0級地震前的正負TEC偏差，而赫基（Heki, 2011）觀察到2011年日本東北-奧奇地震（Mw 9.0）前約40分鐘TEC的顯著增強。這些異�？梢杂脦r石圈-大氣層-電離層耦合（Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling, LAIC）模型來解釋，該模型認為在地震準備階段，諸如氡氣釋放、氣溶膠注入和潛熱釋放等過程可以改變大氣導電性，從而產(chǎn)生穿透電離層的垂直電場，擾動電子密度分布（Pulinets和Ouzounov, 2011; Pulinets等人, 2018）。
太陽活動和地磁活動的影響使得檢測與地震相關的電離層異常變得復雜。地磁風暴、太陽耀斑和行進電離層擾動（Traveling Ionospheric Disturbances, TIDs）可以產(chǎn)生與地震前兆相似的TEC波動。因此，使用Kp、Dst、Ap、AE和太陽射電通量F10.7等指標評估地球物理環(huán)境是必要的，以確保檢測到的異常發(fā)生在地球磁場平靜的條件下（Liu等人, 2010; Zakharenkova等人, 2016）。
尋找可靠的地震前兆一直是地球物理研究的關鍵焦點，尤其是在地震易發(fā)地區(qū)。在各種研究方法中，電離層監(jiān)測已成為檢測地震前異常的有效手段。電離層位于地球表面以上約60至1000公里處，其變化不僅受太陽和地磁活動的影響，還受地球巖石圈內(nèi)部發(fā)生的地球物理過程的影響（Pulinets和Ouzounov, 2011）。許多研究報道了在重大地震發(fā)生前幾天到幾小時內(nèi)電離層參數(shù)（如TEC）出現(xiàn)地震電離層異常（SIAs）的情況（Liu等人, 2010; Zhang等人, 2013）。TEC信號處理技術的進步，包括統(tǒng)計濾波和小波分析，使得更準確地檢測到地震前的電離層異常成為可能（Zakharenkova等人, 2006）。
TEC異常通常表現(xiàn)為相對于背景水平的突然增加或減少，在包括2011年東北地震、2004年蘇門答臘-安達曼地震和2008年汶川地震在內(nèi)的多次大地震前都被檢測到（Zakharenkova等人, 2006; Heki, 2011）。這些異常被認為是由巖石圈、大氣層和電離層之間的耦合機制引起的。一種流行的理論認為，在地震準備階段，地殼中的應力增加導致氡氣等氣體的釋放，增強了低層大氣的電離作用，進而通過向上傳播的電場或聲-重力波擾動了電離層等離子體（Pulinets和Boyarchuk, 2004; Namgaladze等人, 2009）。
檢測和分析TEC異常需要強大的信號處理技術，以區(qū)分地震引起的擾動和由太陽耀斑、地磁風暴及晝夜周期引起的擾動。已經(jīng)應用了多種分析方法，包括統(tǒng)計閾值處理、小波分解、經(jīng)驗模態(tài)分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）和主成分分析（Principal Component Analysis, PCA），以提高基于TEC的地震異常檢測的靈敏度和特異性（Zhao等人, 2019; Akhoondzadeh, 2013）。這些工具使得識別微妙的、局部化的TEC波動成為可能，這些波動可能作為即將發(fā)生的地震活動的早期指標。
GNSS數(shù)據(jù)的可用性和處理技術的進步催生了新的異常檢測方法�；诜治粩�(shù)的統(tǒng)計方法（如四分位數(shù)閾值處理）允許相對于平靜日的參考值識別TEC的增強或減少（Astafyeva, 2019）。高分辨率分析利用頻譜圖可以揭示電離層擾動的頻率-時間特征，而小波變換提供了短壽命異常的時間和空間定位（Dong等人, 2022）。這種結合統(tǒng)計和信號處理的技術已成功應用于多次地震事件，包括2008年汶川地震（Mw 7.9）、2015年尼泊爾地震（Mw 7.8）和2024年巫師地震（Mw 7.1）（Pulinets等人, 2015; Zheng等人, 2024）。
在這項研究中，我們利用周邊地區(qū)的多個IGS站的數(shù)據(jù)，研究了與緬甸M 7.7級地震相關的地震前和地震期間的電離層TEC異常。分析內(nèi)容包括：（i）16天內(nèi)（地震前15天及地震當天）的異常統(tǒng)計檢測；（ii）地震當天的綜合和單獨GNSS PRN的頻譜圖分析；（iii）小波分析以識別短時TEC爆發(fā)。同時研究了空間天氣環(huán)境，以排除太陽和地磁的影響。目的是為了理解LAIC框架下的地震-電離層過程，并評估基于TEC的異常檢測方法在短期地震前兆研究中的可靠性。
本研究同時使用統(tǒng)計和信號處理技術研究了地震對電離層的影響，以及地震影響如何通過TEC數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來。目前只有少數(shù)研究以這種方式研究TEC變化（Astafyeva等人, 2013; Gautam等人, 2018; Shrivastava等人, 2021; Vashisth等人, 2024）。本文的其余部分組織如下：第2節(jié)描述了地震事件、使用的GNSS數(shù)據(jù)集和觀測站；第3節(jié)概述了用于檢測電離層異常的統(tǒng)計和信號處理方法；第4節(jié)展示了地震前和地震期間的TEC分析結果，包括基于PRN和基于小波的觀測；第5節(jié)在可能的LAIC機制背景下討論了結果；最后，第6節(jié)總結了研究的主要結論。
