41、印尼地震期间基于GPS数据的电离层TEC预测及与IRI模型的比较

印尼地震期间基于GPS数据的电离层TEC预测及与IRI模型的比较

1. 引言

总电子含量（TEC）是描述地球电离层的重要指标，它指的是空间发射机与地面接收机之间路径上的电子总数，也就是电离层中的电子数量。TEC会受到太阳活动和各种灾害的影响，如太阳耀斑、紫外线辐射、地磁风暴、地震（EQ）和海啸等。

地震是由于能量释放产生向各个方向传播的波。地球有多个地壳层，构造板块不断缓慢移动，当它们因摩擦在边缘卡住时，会产生冲击波，影响电离层中的TEC。以下是一些关于TEC异常与地震关系的研究：
- 分析印尼2019年6月24日和2018年8月19日两次地震期间电离层的扰动，发现地震前TEC异常与3颗卫星获取的臭氧数据有良好相关性。
- 监测土耳其马尔马拉1999年8月17日地震的TEC变化，发现地震前3天出现TEC异常。
- 研究印度2009年11月7日和2010年12月8日地震期间的TEC变化，发现地震前的ExB漂移和地面波导致了TEC异常。

此前虽有利用神经网络、SWIF、SPM、ARMA等技术进行TEC预测的研究，但基于人工智能模型利用TEC异常进行短期地震预测的重要研究较少。本文采用递归神经网络（RNN）模型，利用电离层地震学相关参数进行训练，以预测地震事件前的TEC，作为地震的前兆指标，并通过与国际参考电离层比较来验证模型。

2. 方法

研究方法的流程图如下：

graph TD;
    A[数据收集] --> B[RNN模型训练];
    B --> C[TEC预测];
    C --> D[模型评估]