什么是大气电场？ 

　　顾名思义指大气中存在的电场。就全球电路而言，地面带负电荷，大气带正电荷，因此大气中时刻存在静电场，方向铅直指向地面，强度随时间、地点、天气状况和离地面的高度而改变。其中，近地面晴天大气电场大小约为+100 ~300V/m。大气电场主要受三大类驱动源影响：（1）太阳活动引发的电磁辐射和日冕物质抛射；（2）降水、雷电、雾、云量、气溶胶含量等气象因素；（3）大型地质构造活动，如大地震。 

　　异常机理解释 

　　全球大气电路从电离层指向地面（图a），方向定义为正；有雷雨云或带电云出现时，云层下方形成向上的异常电场（图b），方向定义为负。那么临震大气电场异常如何解释呢？大量研究结果表明，大震临震阶段震中区域附近地壳构造发生临界变化，大量岩石微破碎，岩石间的通道很可能互相连通，氡气等惰性气体通过土壤缝隙得以释放（图c），氡衰变释放大量的α粒子，通过放射性电离辐射使得空气中充满大量的离子对，产生与晴天大气相反的极化电场（图d）。排除太阳活动、气象变化等因素对大气电场负值异常的影响，孕震区大气电场负值异常很可能就是大型地质构造活动导致大面积岩石微破裂的异常信号。 

　　（大气电场异常的物理机理 陈涛等，2021）

　　震例研究 

　　20世纪以来，临震大气电场异常变化多次被国内外中强地震观测结果所证实。例如，俄罗斯科学院远东地球物理研究所从1997年1月至2002年12月在晴天大气条件下于勘察加半岛观测到103次大气电场负值异常事件，其中37例异常出现后的1-24小时内发生了地震事件。国内临震大气电场异常扰动现象也不断被报道。有研究发现，2008年汶川、2017年九寨沟及2019年长宁等多次大地震发生前，孕震区均出现大气电场负值异常扰动。大量研究结果表明，在排除太阳活动、气象变化对大气电场异常影响的情况下，Ms4.0以上地震孕震区大气电场负值异常很可能就是下方岩石层进入失稳状态的临震异常信号。  

　　临震异常探索 

　　地震系统已有近20年未进行大气电场异常观测。目前，川滇地区主要地震断裂带附近已布设了一定数量的大气电场仪，用于持续监测大气电场强度异常变化，然而对该地区大气电场负值异常特征的研究才刚刚起步。基于该地区大气电场台站观测数据，促进地震系统对大气电场负值异常特征的观测与研究，分离太阳活动、气象因素等因子的影响，探寻孕震区大型地质构造活动引起的大气电场前兆异常。同时，结合震前电离层异常扰动分析，有望为该地区震情判定提供大气电场、电离层前兆异常判识。 

　　参考文献： 

　　Smirnov S，et al Association of the negative anomalies of the quasistatic electric field in atmosphere with Kamchatka Seismicity. Natural Hazards and Earth System Sciences, 8(4)，2008. 

　　Jin X B，et al，Discussion on anomaly of atmospheric electrostatic field in Wenchuan Ms8.0 earthquake. Journal of Electrostatics，2020. 

　　陈涛等，利用区域大气静电场监测网临震预估地震灾害，地球物理学报，第64卷第4期，2021年 

　　邱桂兰等，基于雷电监测的大气电场地震短临异常研究，地球科学前沿, 第10卷第12期，2020年