Investigating the Earthquake Cloud Precursor in the 2017 Azgeleh Earthquake in Kermanshah, Iran

Document Type : Research Article

Authors

• Mostafa Heidari ¹
• Ahmad Mazidi ²
• Iman Rousta ²

¹ MA in Remote Sensing, Yazd University, Yazd, Iran

² Associate Professor in Climatology, Yazd University, Yazd, Iran

10.22067/geoeh.2022.75548.1186

Abstract

The earthquake cloud is an ancient and visual precursor of an earthquake that sometimes is formed several days before the event, above the earthquake fault and often close to the epicenter. The most important characteristic of an earthquake cloud is that it emanates from the ground and remains in the sky for hours. This study aimed to find the major 2017 Azgeleh earthquake cloud by visual interpretation of Meteosat-8 satellite images. The characteristics of the cloud in question were then investigated using the same satellite products. By searching the infrared images, the Azgeleh earthquake cloud was found. The cloud was shown to have had a geological origin, and the formation of such a cloud was unusual in that region. The Azgeleh earthquake occurred near the High Zagros Fault (HZF), whereas its cloud had been formed 12 days earlier and about 700 km away from its epicenter, on other parts of the same fault, along a 160-km-long line. The study revealed that this high cloud consists of two parts: a high-pressure source and a tail diluted by the wind. Moreover, the moderate 2021 Sisakht earthquake cloud was found, which had been formed 6 days earlier and near the epicenter. Visually searching for earthquake clouds from the ground or space is a public scientific hobby, particularly among amateur meteorologists using satellite imagery. The formation of an earthquake cloud above a fault can be a warning of a possible impending earthquake on that fault, which, of course, requires further investigation.

Graphical Abstract

Keywords

• Precursor
• Earthquake Cloud
• Azgeleh Earthquake
• High Zagros Fault
• Meteosat-8

Main Subjects

• Geomorphic-hydrological hazards

---

References

- بیت‌اللهی، علی؛ بی‌تا. جزوة پیش‌نشانگر‌های زلزله. مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی.

- توکلی، شهاب؛ ۱۳۹۸. زلزله‌شناسی. دانشگاه پیام نور. صص ۱۴۹-۱۴۵.

- جهانی، فاطمه؛ آخوندزاده هنزایی، مهدی؛ ۱۳۹۶. مشاهدة آنومالی در سری زمانی هواویزها قبل از وقوع زلزله‌های بزرگ با تصاویر مودیس. علوم و مهندسی زلزله، ۴(۱)، ۱-۱۰.              

http://www.bese.ir/article_240309.html

- حسینی، میر‌هادی؛ ۱۳۹۵. جغرافیای تاریخی زلزله در ایران: اسناد مهلرزه‌ای از ابتدا تا عصر صفوی. جغرافیا، ۱۴(۴۹)، ۴۳۳-۴۵۳.                                                               https://mag.iga.ir/article_707186.html

- حیاتی، سلمان؛ غلامی، یونس؛ اسماعیلی، آسیه؛ رضوی‌نژاد، مرتضی؛ ۱۳۹۵. پیش‌بینی محل وقوع زلزلة احتمالی در استان خراسان رضوی با استفاده از روش شبکة عصبی مصنوعی. جغرافیا و مخاطرات محیطی، ۵(۴)، ۱-۱۹.

https://doi.org/10.22067/geo.v5i4.47594

- شمشیری، منیره؛ آخوندزاده هنزایی، مهدی؛ ۱۳۹۵. تشخیص آنومالی‌های TEC قبل از وقوع زلزله‌های بزرگ با استفاده از شبکة عصبی مصنوعی. علوم و فنون نقشه‌برداری، ۵(۴)، ۴۹-۵۸.

http://jgst.issgeac.ir/article-1-309-fa.html

- شهبازی، سمیه؛ پاپ‌زن، عبد‌الحمید؛ غلامی، مصیب؛ ۱۴۰۰. بررسی علل عدم تاب‌آوری جوامع محلی در مقابله با بلایای طبیعی: موردمطالعه زلزلة استان کرمانشاه. جغرافیا و مخاطرات محیطی، ۱۰(۳)، ۱۶۳-۱۷۹.

https://doi.org/10.22067/geoeh.2021.68474.1014

- صابر ماهانی، سینا؛ سپهوند، محمد‌رضا؛ ۱۳۹۶. بررسی پیش‌نشانگرهای ابر زلزله و تغییرات دمایی در شناسایی گسل‌ مسبب زمین‌لرزه: مطالعة موردی زلزلة محمدآباد ریگان ۷ بهمن ۱۳۸۹. اطلاعات جغرافیایی، ۲۶(۱۰۱)، ۲۵-۳۲.

                                                                                  https://doi.org/10.22131/sepehr.2017.25723

- علوی‌پناه، سید کاظم؛ قربانی، محمدصدیق؛ ۱۳۸۶. نقش سنجش‌ازدور و بررسی‌های میدانی در تجزیه‌وتحلیل‌های مورفوتکتونیکی: مطالعة موردی زلزلة بم. پژوهش‌های جغرافیایی، ۳۹(۶۰)، ۱۵-۲۹.

https://jrg.ut.ac.ir/article_18896.html

- علی‌زاده، امین؛ کمالی، غلام‌علی؛ موسوی، فرهاد؛ موسوی بایگی، محمد؛ ۱۳۹۱. هوا و اقلیم‌شناسی. دانشگاه فردوسی مشهد. صص ۸۹-۸۸.

- مرکز لرزه‌نگاری کشور، موسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران؛ ۱۳۹۴. نقشه‌های لرزه‌خیزی استان‌های ایران
۲۰۱۵-۱۹۰۰.

- مرکز لرزه‌نگاری کشور، موسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران؛ ۱۳۹۶. گزارش زمین‌لرزة ۷٫۳ ریشتری ازگلة کرمانشاه.

- منصوری دانشور، محمد‌رضا؛ برهمند، علی‌اصغر؛ منصوری دانشور، پرویز؛ ۱۳۹۱. ارزیابی مدل ابر زلزله با برآورد نرخ همبستگی میان رویداد‌های زلزله و پیش‌بینی آن‌ها در ایران برای سه ماهة چهارم ۲۰۰۹. مخاطرات محیط طبیعی، ۱(۱)، ۱۱۱-۱۲۶.                                                  https://doi.org/10.22111/jneh.2012.2444

- نادری، فتح‌الله؛ فتوحی، صمد؛ نگارش، حسین؛ خلیلی، مرضیه؛ ۱۴۰۰. پهنه‌بندی ناپایداری‌های ژئومورفولوژیکی ناشی از زلزلة ازگله ۲۱ آبان ۱۳۹۶، Mw=7.3 در استان‌های ایلام و کرمانشاه با مدل ویکور. جغرافیا و مخاطرات محیطی، ۱۰(۲)، ۲۱-۴۱.                                                  https://doi.org/10.22067/geoeh.2021.68682.1016

 

- Al Banna, H., Abu Taher, K., Kaiser, S., Mahmud, M., Rahman, S., Hosen, S., & Cho, G. H., 2020. Application of artificial intelligence in predicting earthquakes: State-of-the-art and future challenges. IEEE Access, 8, 192880–192923.

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3029859.

- Bolton, D., 1980. The computation of equivalent potential temperature. Monthly Weather Review, 108(7), 1046–1053.

https://doi.org/10.1175/1520-0493(1980)108<1046:TCOEPT>2.0.CO;2.

- Enomoto, Y., 2002. A tornado-type cloud observed on January 9, 1995 prior to the Kobe earthquake. In Seismo Electromagnetics: Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling (pp. 267–273. TERRAPUB.

- Freund, F., 2013. Earthquake forewarning – A multidisciplinary challenge from the ground up to space. Acta Geophysica, 61(4), 775–807. https://doi.org/10.2478/s11600-013-0130-4.

- Guangmeng, G., 2021. A retrospective analysis about the Italy Emilia M6.0 earthquake prediction. Open Journal of Earthquake Research, 10, 68–74.

https://doi.org/10.4236/ojer.2021.102005.

- Guangmeng, G., 2022. On the relation between anomalous clouds and earthquakes in Italian land. Frontiers in Earth Science, 10, 1–7. https://doi.org/10.3389/feart.2022.812540.

- Guangmeng, G., & Jie, Y., 2013. Three attempts of earthquake prediction with satellite cloud images. Natural Hazards and Earth System Sciences, 13(1), 91–95.

https://doi.org/10.5194/nhess-13-91-2013.

- Guo, G., & Wang, B., 2008. Cloud anomaly before Iran earthquake. International Journal of Remote Sensing, 29(7), 1921–1928. https://doi.org/10.1080/01431160701373762.

- Guo, G., & Xie, G., 2007. Earthquake cloud over Japan detected by satellite. International Journal of Remote Sensing, 28(23), 5375–5376. https://doi.org/10.1080/01431160500353890.

- Harrington, D., & Shou, Z., 2005. Bam earthquake prediction & space technology. In Seminars of the United Nations Programme on Space Applications: Selected Papers from Activities Held in 2004 (Vol. 16, pp. 39–63). United Nations.

- Harrison, R. G., Aplin, K. L., & Rycroft, M. J., 2014. Brief Communication: Earthquake-cloud coupling through the global atmospheric electric circuit. Natural Hazards and Earth System Sciences, 14(4), 773–777. https://doi.org/10.5194/nhess-14-773-2014.

- Jing, F., Zhong, C., Liang, Y., Jing, G., & Dong, W., 2015. Research on earthquake prediction from infrared cloud images. In MIPPR 2015: Remote Sensing Image Processing, Geographic Information Systems, and Other Applications (pp. 1–6). International Society for Optics and Photonics. https://doi.org/10.1117/12.2203657.

- Kuang, J., Ge, L., Metternicht, G. I., Ng, A. H., Wang, H., Zare, M., & Kamranzad, F., 2019. Coseismic deformation and source model of the 12 November 2017 M_W 7.3 Kermanshah Earthquake (Iran-Iraq border) investigated through DInSAR measurements. International Journal of Remote Sensing, 40(2), 532–554. https://doi.org/10.1080/01431161.2018.1514542.

- Li-Xin, W., Jin-Ping, L., & Shan-Jun, L., 2009. Space observed two abnormal linear clouds before Wenchuan earthquake. In Recent Advances in Geology and Seismology: Proceedings of the 3rd IASME/WSEAS International Conference on Geology and Seismology (GES’09) (pp. 138–143). WSEAS Press.

- Li, D. J., 1982. Earthquake Clouds (in Chinese). Xue Lin Public Store.

- Mansouri Daneshvar, M., Tavousi, T., & Khosravi, M., 2014. Synoptic detection of the short-term atmospheric precursors prior to a major earthquake in the Middle East, North Saravan M 7.8 earthquake, SE Iran. Air Quality, Atmosphere & Health, 7(1), 29–39.

https://doi.org/10.1007/s11869-013-0214-y.

- Martinelli, G., 2000. Contributions to a history of earthquake prediction research. Seismological Research Letters, 71(5), 583–588. https://doi.org/10.1785/gssrl.71.5.583.

- Morozova, L. I., 1997. Dynamics of cloudy anomalies above fracture regions during natural and anthropogenically caused seismic activities. Fizika Zemli, 9, 94–96.

- Ondoh, T., 2003. Anomalous sporadic-E layers observed before M 7.2 Hyogo-ken Nanbu earthquake; Terrestrial gas emanation model. Advances in Polar Upper Atmosphere Research, 17, 96–108.

- Pulinets, S. A., Morozova, L. I., & Yudin, I. A., 2014. Synchronization of atmospheric indicators at the last stage of earthquake preparation cycle. Research in Geophysics, 4(1), 45–50. https://doi.org/10.4081/rg.2014.4898.

- Shou, Z., 2006. Earthquake vapor, a reliable precursor. In Earthquake Prediction (pp. 21–51). Taylor & Francis Group, LLC.

- Shou, Z., Xia, J., & Shou, W., 2010. Using the earthquake vapour theory to explain the French airbus crash. Remote Sensing Letters, 1(2), 85–94.

https://doi.org/10.1080/01431160903469061.

- Thomas, J. N., Masci, F., & Love, J. J., 2015. On a report that the 2012 M 6.0 earthquake in Italy was predicted after seeing an unusual cloud formation. Natural Hazards and Earth System Sciences, 15(5), 1061–1068. https://doi.org/10.5194/nhess-15-1061-2015.

- Tronin, A. A., 2010. Satellite remote sensing in seismology; A review. Remote Sensing, 2(1), 124–150. https://doi.org/10.3390/rs2010124.

- Tronin, A. A., Hayakawa, M., & Molchanov, O. A., 2002. Thermal IR satellite data application for earthquake research in Japan and China. Journal of Geodynamics, 33(4–5), 519–534.

https://doi.org/10.1016/S0264-3707(02)00013-3.