中国大陆M2波理论应变潮汐模型

本文主要研究和讨论了我国大陆固体潮和海潮负荷效应的M₂波理论应变潮汐模型。推导了球扇波应变张量大地系数和计算公式,着重研究和计算了M₂波海潮应变负荷效应,讨论了计算方法,计算中采用了到目前为止最新的Schwiderski（M₂）全球海潮图和沈育疆近中国海潮汐图;给出了40个点的负荷效应结果,并绘制了中国大陆固体应变潮、海潮应变负荷效应同相位,相差π/2相位以及总效应的应变花。为理论研究,观测资料的分析和改正提供了理论参考模型。     

承压井水位固体潮M_2波海潮负荷改正

应用Schwiderski全球海潮模型,采用积分格林函数方法计算了海潮M2波的应变负荷潮。通过调和分析和残差计算,对京、津、唐地区的7个承压水位观测井的水位固体潮M2波进行了海潮负荷改正。计算结果显示,观测井水位M2波潮汐因子和相位漂移的标准偏差分别由改正前的2.263和24.57°降低到0.898和3.58°。     

武汉台重力潮汐长期观测结果

采用武汉台超导重力仪(SG C032)14年多的长期连续观测资料,研究了固体地球对二阶和三阶引潮力的响应特征,精密测定了重力潮汐参数,系统研究了最新的固体潮模型和海潮模型在中国大陆的有效性.采用最新的8个全球海潮模型计算了海潮负荷效应,从武汉台SG C032的观测中成功分离出63个2阶潮汐波群和15个3阶潮汐波群信号,3阶潮波涵盖了周日、半日和1/3日三个频段.重力潮汐观测的精度非常高,标准偏差达到1.116 nm·s^-2,系统反映了非流体静力平衡、非弹性地球对2阶和3阶引潮力的响应特征.结果表明,现有的武汉国际重力潮汐基准在半日频段非常精确,但在周日频段存在比较明显的偏差,需要进一步精化.对于中国大陆的大地测量观测,固体潮可以采用Dehant等考虑地球内部介质非弹性和非流体静力平衡建立的固体潮理论模型或Xu 等基于全球SG观测建立的重力潮汐全球实验模型作为参考和改正模型,海潮负荷效应应该采用Nao99作为改正模型.     

黄石台ORBES-81型伸缩仪观测结果的调和分析及海潮改正

本文对黄石台ORBES-81型石英伸缩仪的应变固体潮观测资料作了分析计算,其调和分析结果为:对O_1波,振幅因子0.4219,相位滞后6°36＇;对M_2波,振幅因子0.4256,相位滞后-4°42＇.同时,讨论了海潮引起的负荷潮汐应变的改正问题.模拟计算发现负荷潮汐应变与体潮应变大致为同一量级,文中列出了海潮改正后的结果,并作了讨论.最后,对黄石台伸缩仪的架设方位作了评价.     

黄石台ORBES-81型伸缩仪观测结果的调和分析及海潮改正

本文对黄石台ORBES-81型石英伸缩仪的应变固体潮观测资料作了分析计算,其调和分析结果为:对O₁波,振幅因子0.4219,相位滞后6°36＇;对M₂波,振幅因子0.4256,相位滞后-4°42＇.同时,讨论了海潮引起的负荷潮汐应变的改正问题.模拟计算发现负荷潮汐应变与体潮应变大致为同一量级,文中列出了海潮改正后的结果,并作了讨论.最后,对黄石台伸缩仪的架设方位作了评价.     

高精度大地测量中倾斜及应变观测的海潮改正

基于卫星测高资料得到的CSR4．0全球海潮模型精度已明显优于早期海潮模型，采用精度高的海潮模型重新计算海潮改正是当今高精度大地测量中心须解决的问题，利用CSR4．0全球了及中国近海海潮图计算了海潮引起中国测站的倾斜及应变海潮改正，此结果对我国及应变观测数据处理有重要的实用价值。另外，文中还比较了不同地球模型对应的格林函数对倾斜及应用变海潮改正的影响，认类计算中国测站的海潮改正时，用中国近海海潮图取代全球海潮的中国近海部分是必要的。     

中国东西重力潮汐剖面

为了检验体潮与海潮的理论模型,分析了中国东西重力潮汐剖面（1981年9月-1985年1月）。同时,为研究LaCoste ET-20和ET-21重力仪的格值系统,建立了一条由17台LaCoste G型和2台LaCoste D型重力仪观测的重力垂直基线。在基线上标定的结果表明,ET-21重力仪的格值大了1％。由标定得到的格值计算剖面上各测站的潮汐因子,经海潮改正后,接近Wahr模型值,振幅因子的残差:O₁波小于0.3μGal,M₂波小于0.4μGal。但是上海和拉萨的观测经海潮改正后,相位迟后有很大的改善,振幅因子却更偏离于模型值,其潮汐异常主要是近海的海潮模型不完善,以及在海潮计算中,所采用的地球模型未考虑地壳与上地幔的横向不均匀性所引起。     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S_2大气潮引起的体膨胀约为S_2固体潮体膨胀的20％.     

全球Schwiderski海潮模型M_2分波在中国大陆产生的应变负荷潮

本文利用计算应变负荷潮的积分Green函数方法,计算了全球Schwiderski海潮模型M_2分波在中国大陆产生的应变负荷潮.根据负荷潮的分布特点,中国大陆大致可以分成以东经100°为界的东、西两个区域.在东区,负荷潮主要受太平洋海潮的控制;在西部内陆地区,除太平洋海潮外,它们还明显地受印度洋海潮的影响.根据本文计算结果绘制的M_2分波应变负荷潮在中国大陆的地理分布图,为如何正确考虑M_2分波负荷潮对应变固体潮观测结果的影响提供了重要的参考资料.     

应变固体潮理论值计算及其调和分析

本文给出了计算应变固体潮理论值的“封闭公式”和调和分析公式。采用了A.T.Doodson引潮位展开,推导了应变固体潮的大地系数和相位改正（长周期波、全日波、半日波和1/3日波）,可供调和分析之用。并通过Venedikov调和分析计算,对理论值公式进行了验证。文中还列出了三个台站的首批应变固体潮观测资料的维氏调和分析结果。     

海潮负荷对地球内部潮汐应力和应变的影响

详细介绍了海潮负荷影响的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的负荷勒夫数及负荷格林函数;并以上海台和武汉台为例,计算了海潮负荷对不同深度处的应力和应变潮汐的影响. 结果表明:深度是影响海潮负荷应力的一个重要因素,在靠近计算点的区域,应力负荷的影响随深度增大而减小;而对于远离计算点的区域,应力负荷的影响却随深度增大而增大;另外,深度会影响某些应力和应变潮汐分量时间变化的相位. 在沿海地区,海潮负荷对应力和应变的影响超过了应力和应变固体潮的影响,因此该影响在应力和应变测量中必须要加以考虑.      

海潮误差对GRACE时变重力场解算的影响研究

海潮误差是GRACE时变重力场反演中重要的误差源,目前发布的海潮模型中主要包含振幅较大的主潮波分量模型,在时变重力场反演中次潮波的影响也是不可忽略的,因此,GRACE时变重力场反演中的海潮误差主要包括受限于海潮模型误差和次潮波影响.本文利用轨道模拟方法检测了短周期潮波的混频周期以及次潮波对ΔC20,ΔC30的时序特征,并进一步通过轨道模拟结果分析了海潮误差对时变重力场反演的影响,然后通过实测数据解算分析了海潮误差对当前GRACE时变重力场解算的影响,研究发现:(1)利用轨道模拟能够有效地检测短周期潮波的混频周期;(2)时变重力场解算过程中,次潮波的影响大于海潮模型误差的影响;(3)海潮模型误差以及次潮波影响是当前GRACE没有达到基准精度的重要因素之一.     

中国大陆精密重力潮汐改正模型

利用理论和实验重力固体潮模型,充分考虑全球海潮和中国近海潮汐的负荷效应,建立了中国大陆的精密重力潮汐改正模型.结果表明,采用不同的固体潮模型会对重力潮汐结果产生相对变化幅度小于0.06％的差异;在沿海地区海潮负荷的影响约为整个潮汐的4％,而中部地区约为1％,其中中国近海潮汐模型的影响约占整个海潮负荷的10%,内插或外推潮波的负荷约占海潮负荷的3％.通过比较实测的重力数据表明,本文给出的重力潮汐改正模型的精度远远优于0.5×10^-8 m·s^-2,说明了本文构建的模型的实用性,可为中国大陆高精度重力测量提供有效参考和精密的改正模型.     

重力潮汐改正

高精度重力测量迫切要求提高重力潮汐改正的精度,本文应用现有的我国重力潮汐观测成果和海潮重力负荷改正计算结果,提出一组重力潮汐改正的实用计算公式。并且根据计算误差要求小于±1μGal的条件下,将我国划分为四个区,与合适的计算式相对应。此外,对近年来国外学者所提出的理论重力潮汐改正计算公式进行了评述,尤其对过去不曾注意的潮汐永久项（M₀S₀波）在潮汐改正中的影响进行了较详细的讨论。最后还对目前海潮负荷改正的精度提出了一些看法。