地震是人类面临的重大自然灾害,我国作为全球内陆地震最为严重的国家,地震活动频度高、强度大、分布广,加强地震科学研究至关重要。自上世纪八十年代,前苏联学者研究发现地震前出现过大面积遥感热红外异常以来,地震和遥感领域学者通过大量震例证实了地震前存在热异常现象。然而热红外遥感受云、雾影响严重,当研究区受云雾遮挡严重时无法对地面进行有效观测。相反,被动微波遥感具有穿云透雾的能力,可获取云雾覆盖下的地表辐射信息,与热红外相比,具有更好的数据连续性,更利于对地震活动进行实时监测。现有研究表明,部分震例存在微波亮温异常,然而目前对于微波亮温异常的研究往往基于经验判断,亟待多震例普遍性检验与微波亮温异常特征的统计分析。另外,对于地震和微波亮温异常关系的判断过于主观,缺乏有力的证据证明微波亮温异常前兆的存在,现急需科学有效的统计方法判断微波亮温异常与地震之间是否为真相关。本论文针对目前研究工作中存在的问题与不足,围绕“地震微波亮温异常是否存在”这个科学问题,选用AMSR-E微波亮温数据对地震微波亮温异常时空特征进行分析,基于3D Molchan diagram判断异常与地震的关系,主要内容和结论如下:本文基于时空加权两步法,针对2008年四川汶川Ms7.9级地震、2010年青海玉树Ms7.1级地震和2008年新疆于田Ms7.4级地震三个典型地震案例开展了地震微波亮温异常时空分布、演化特征分析,计算地震聚集区内能量变化,试图从能量的角度验证亮温异常信息与构造活动及地震的关系。以甘青川为研究区,选取2003～2010近8年的AMSR-E微波亮温数据,通过设置不同的异常提取及时空判断条件,对亮温异常进行精细提取,结合3D Molchan diagram模型分别对事件漏报率和警报成功率进行显著性检验,判断微波亮温异常与地震的相关性。研究表明,地震与微波亮温异常是相关的。同时,长时序分析了不同震级与微波亮温异常的关系。本文在微波辐射亮温异常方面取得了一定的研究成果,为震前微波辐射异常的存在性提供了长时序的统计证据,对今后利用微波遥感手段监测地震活动的相关研究工作具有一定的参考意义,为地震监测提供了更多的数据参考,对推动我国地球科学观测技术与地震事业发展具有重要的理论价值和创新意义。