地震前观测到的电离层总电子含量变化：可能的物理机制与建模

近年来，利用全球和区域 TEC 地图、单个台站的测量以及单个 GPS 卫星通过路径的测量，发现了地震前 GPS 导出的异常 TEC 扰动。对于中纬度强震，地震-电离层异常表现为即将发生的地震震中附近局部的 TEC 增强或减弱。对于低纬度强震，存在与赤道 F2 区异常改变相关的效应：磁赤道上空电离层电子密度谷的加深或填充。我们认为，地震前观测到的 NmF2 和 TEC 扰动最可能的原因是 F2 区电离层等离子体在地震起源的纬向电场影响下的垂直漂移。为了验证这一假设，我们利用高层大气模型进行了模型计算。提出了维持该电场所需的近震中区域边界处的电势分布。模拟了可能预示强震发生的高层大气状态。相应的数值模型计算结果揭示，在中纬度和低纬度地区，无论是在空间尺度还是幅度特征上，都与强震前观测到的 TEC 异常高度吻合。