厦门重力固体潮海潮负荷改正研究

厦门台重力固体潮观测长期受海潮负荷影响.应用重力固体潮观测资料进行地震预报和地球物理研究时,需要对其海潮负荷的影响和改正进行研究.本文应用TSOFT软件对厦门台弹簧重力仪五年的连续观测数据进行预处理,并采用Venedikov调和分析方法获得重力固体潮潮汐参数.基于DTU10、EOT11a、HAMTIDE11a、GOT4.7、FES2004、NAO99b、TPXO7.2和TPXO7.2atlas八个较新的全球海潮模型,结合osu.chinasea.2010和NAO.99Jb两个区域海潮模型,研究了厦门台的重力海潮负荷特征并对其进行海潮负荷改正.数值结果表明,经过区域海潮模型修正后的厦门台海潮负荷为7.3μgal.八个全球海潮模型对主要潮波的负荷改正有效性的差异不大.应用NAO.99Jb区域海潮模型修正的M2波剩余残差值比osu.chinasea.2010小.观测残差负荷改正有效性大致在40%~70%.统计对比O1、K1、M2波的残差平方和结果表明,对厦门台进行海潮负荷改正时,应用经NAO.99Jb区域海潮模型改正的NAO.99b全球海潮模型残差结果最小,经NAO.99Jb区域海潮模型改正的DTU10全球海潮模型次之.这可能与NAO.99Jb模型考虑日本沿岸验潮站资料有关.考虑高精度近海海潮模型的构建和验潮站资料的弥补以及数据预处理方法的改进,可以进一步提高厦门台的海潮负荷的改正效果.     

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。     

上海佘山压容式钻孔应变仪观测资料的调和分析

对安装在上海佘山地震台的YRZ-2型压容式钻孔应变仪的观测资料分别进行了未经海潮改正和经过海潮改正的调和分析计算。结果表明:(1)各主要半日波的勒甫数l2与根据Gutenberg-Bullen地球模型A计算而得到的结果接近;(2)各主要日波的勒甫数l2较半日波明显地小,这可能是传感器和井壁之间的耦合状况以及整个观测系统的频响特征所致;(3)在上海,海潮负荷引起的应变效应在数值上与起潮力直接引起的应变效应相当,经海潮改正后,计算结果的精度有显著提高。      

武汉超导重力仪观测最新结果和海潮模型研究

利用武汉台站GWR_C032超导重力仪观测资料,在对原始数据进行有效预处理的基础上作调和分析,获得反映地球内部介质特征的重力潮汐参数.基于卫星测高技术和有限元方法同时考虑验潮站数据作约束条件获得的多个全球海潮模型,利用负荷理论和数值褶积积分技术计算了重力负荷,对周日和半日频段内的重力潮汐参数实施负荷改正,提出了“负荷改正有效性”概念,研究了全球海潮模型适应性.数值结果说明,海潮改正的有效性高达91%（O1,NAO99）和92%（M2,ORI96）.基于11个海潮模型对主波（O1,K1,M2和S2）的负荷改正说明平均有效性为（86%,70%,73%和84%）,振幅因子与理论模型间的差异分别从（212%,155%,116%和080%）降到（031%,039%,034%和008%）,同时还说明利用NAO99和ORI96全球海潮模型能获得比其他模型更佳的负荷改正效果.文章还利用国际地球动力学计划网络其他7个台站的超导重力仪观测研究了全球海潮模型的适定性问题,结果说明不同模型中不同潮波具有明显的区域特点,早期构制的SCW80全球海潮模型仍可作为大地测量研究中的重要参考模型.     

大连台重力固体潮受海潮负荷影响特征研究

大连台重力固体潮汐观测受海潮负荷影响较大,选取2015年1月1日～2019年8月14日的重力数据进行预处理,获得重力潮汐参数,基于选取的8个海潮模型对O₁、K₁和M₂波进行海潮负荷改正及评价分析。数值分析结果表明,O₁、K₁和M₂波的重力海潮负荷振幅分布频段在2.4～2.8μGal之间,3个主潮波的残差负荷改正有效性为43％～53％,8个海潮模型对大连台主潮波的海潮负荷改正差别较小。     

海潮负荷效应计算的精度估计

本文较系统地研究和讨论了海潮负荷效应计算的精度问题。建立了总的及单项的误差估算模型。对中国大陆M2波重力、倾斜和应变的负荷计算都给出了精度估值。结果表明,海潮负荷效应计算精度明显地受地球模型和海潮图精度的限制,尤其是地球模型选取不同,对结果影响更大。越靠近沿海,其相对精度越低。并对目前的负荷研究、改正精度等进行了分析和评价。      

南极中山和长城站重力潮汐观测研究

利用3台LaCoste-Romberg型弹簧重力仪（G-589、ET-20和ET-21）在南极中山站和长城站的长期重力潮汐观测资料，在武汉国际重力潮汐基准上精密测定了中山站和长城站的重力潮汐参数，其中主波振幅因子的标准偏差优于0.5％．各潮波的观测振幅在中山站比在长城站的小得多，两站周日潮（O1）的观测振幅因子相差约7％，而半日潮（M2）的观测振幅因子相差超过40％，气压和温度等气象因素的变化对观测结果的影响很明显．海潮负荷对两台站潮汐观测的影响非常显著，采用Schwiderski全球海潮模型对观测结果作海潮负荷重力改正．结果表明，经海潮改正后，各潮波的观测残差有较大幅度的减小，但是，由于采用的海潮模型没有顾及台站近区的海潮负荷效应，所以，O1 波的振幅因子对相应理论潮汐模型值之间存在大约4％（中山站）和9％（长城站）的偏差．      

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.     

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.     

基于全球超导重力仪观测研究海潮和固体潮模型的适定性

利用国际地球动力学合作观测网络中20个台站22个高精度重力潮汐观测系列综合研究了目前使用的海潮和固体潮模型的适定性. 对原始观测数据实施仔细的预处理, 利用国际标准算法计算了潮汐重力参数. 基于负荷理论和不同全球海潮模型获得了8个主波的重力负荷矢量, 用二维平面插值技术获得了14个小波的负荷改正值. 顾及不同潮波振幅特征, 提出了计算台站平均观测残差和剩余残差矢量的“非等权均值法”, 分析了海潮负荷改正的有效性和振幅因子与理论模型间的差异, 同时还讨论了仪器标定问题. 获得了经海潮负荷改正后全球各台站平均潮汐重力参数, 结果说明观测与理论模型间的差异小于0.3%, 最大仪器标定误差不超过0.5%. 另外文章还用地表重力实测数据证实了Mathews理论中相对于周日O₁波而言, K₁波相位滞后略呈正值的结论.     

调制模式、调制比预报方法应用朔望潮的理论依据

朔望潮触发和调制地震的发生已是一个基本事实,朔望潮即是半月潮幅度最大时段再迭加半日潮和全日潮。由于朔望潮量值大,所以它作用到震源系统上影响震源过程的７种效应也大,因而朔望潮与地震的相关性较好。由此作者认为用朔望潮比单纯用半日潮来判断震源过程的不稳定性更好,它可以回避震源地方的很多复杂问题而不影响预报地震的效能。     

海潮对卫星重力场恢复的影响

本文讨论了海潮对卫星重力测量的影响问题. 首先介绍了海潮对卫星重力测量影响的基本理论；采用FES02和TPXO6海潮模型计算了海潮负荷对卫星重力结果前60阶的影响；并用两个模型之间的差异作为海潮模型精度的估计量，据此计算了海潮模型误差对卫星重力结果的影响. 与GRACE恢复的重力场精度的比较说明：海潮对重力场40阶以下的影响都超过了目前重力场恢复精度；尽管由于卫星测高技术的发展，海潮模型的精度有了很大的提高，但目前的全球海潮模型用于GRACE重力场恢复的前12阶的改正还是不够精确. 另外，我们也利用中国东海和南海潮汐资料以及FES02海潮模型讨论了中国近海潮汐效应对GRACE观测的影响. 结果说明该影响与海潮模型的误差相当. 这反映了当前海潮模型的不确定度，因此通过结合全球验潮站资料有望提高海潮对卫星重力测量的改正精度.     

中国大陆井水温度潮汐动态的统计与调和分析

用收集到的全国356个井水温度测点的数据, 分析了水温对地球固体潮汐的响应, 统计出 35个存在水温潮汐现象的测点。 利用Baytap-G调和分析方法, 计算了水温潮汐分波的振幅、 振幅比和相位差。 结果表明: 水温潮汐现象是一类较普遍的地球物理现象, 其机制与水位潮汐相关, 可用水动力学模式解释; 水温潮汐变化特征还受太阳辐射热、 含水层和地温的影响, 自流井水温记录潮汐现象的能力高于非自流井、 东部地区水温测点记录潮汐现象的能力高于西部, 与太阳辐射热的影响有关, 在含水层附近的水温测点, 其潮汐动态比其他井段显著, 在受地温影响较大的井段, 水温的潮汐变化幅度与水温梯度成正比; 水温的应力-应变灵敏度量级为0.01～10℃/10^-6m·s^-2。     

Methodology of Testing Geopotential Models Specified in Different Tide Systems

It is proved that the Testing Geopotential Model (TGM) results in identical model distortions when TGM is performed in the mean, zero, and tide- free systems. The Molodensky quasigeoid height is invariant in relation to different tide systems, however, the Molodensky normal height, the ellipsoidal height, as well as, the actual geopotential, expressed in the above different tide systems, differ.     

太湖流域平望水位和米市渡潮位过程预报研究

通过对太湖流域平望水位和米市渡潮位过程及其影响因子的研究,提出了潮位过程的平均潮位、潮差、潮位过程平移、潮位过程分解与重建等概念,并用简单实用的统计相关方法建立了平望水位和米市渡潮位过程预报模型;用1996—1999年汛期(5月1日—9月30日)的水文观测资料对所建立的模型进行了率定,率定结果表明,所建立的模型具有一定的预报精度、对太湖流域洪水预报调度具有重要的参考作用。     

易县台BBVS-120地震计记录重力固体潮能力分析

以河北省易县台BBVS-120甚宽频带地震计为研究对象,验证其垂直向地震记录波形中包含的长周期成分为重力固体潮,并运用小波变换方法提取地震记录中的固体潮信息;同时,通过对提取的固体潮信息进行Venedikov调和分析证明,易县地震台BBVS-120甚宽频带地震计可以记录重力固体潮信息。     

应变固体潮资料与气压的相关分析及其改正的一种方法

通过对应变资料和气压资料的频谱分析，将固体潮频段的信息分别提取出来，再进行相关分析，二者显示出了很强的线性相关性。据此，对应变观测资料进行了气压改正，使应变固体潮调和分析的各项精度指标有了明显的提高，指出该方法的实用效果，同时，对气压改正中存在的问题也进行了讨论     

由泰安地震台形变资料看固体潮数字化观测运行

泰安地震台为全国形变一类观测台。现有除重力仪、井下竖直摆外的几乎所有形变固体潮数字化观测仪器。通过对山东泰安台固体潮形变观测的数字化与模拟资料的一致性、精度和格值的对比研究,以及对数字化资料连续性、稳定性的综合统计分析,对各套仪器的运行状况进行了评价和论证。认为数字化与模拟观测资料的固体潮形态、观测精度、方差及均值无显著性差异。在数字化倾斜仪中,水管倾斜仪的稳定性及精度较高,石英摆存在一定程度的漂移,垂直摆倾斜仪的漂移较大、资料内精度较低。伸缩仪资料也存在精度较低的情况;压容及体应变仪资料内精度较高,但压容仪漂移较大,仪器稳定性不及体应变仪。     

固体潮观测与研究的国际动态与进展

综述了固体潮汐研究的国际动态与进展,特别是近年来利用空间技术检测潮汐参数、潮汐效应和实施全球地球动力学计划(GGP)取得的相应成果。     

Phases Representing Source Lengths of Tsunami in Tide Gauge Records

We identified a phase representing the source length of tsunami's in the tide gauge records around Japan. This phase was observed at tide stations, located in the direction of the long axis of the sources, for four large tsunamis: 1964 Niigata, 1968 Tokachi-oki, 1983 Nihonkaichubu, and 1993 Hokkaido-nanseioki. The phase consists of two continuous crests starting as the initial arrival and has a time length of 15–47 minutes. This is the time required to propagate across the source area along the long axis. Strong evidence that the phase is generated at the source is the good correlation between waveform observed at one side and time-inversed waveform at another side. The correlation results from the instantaneous generation of the source. The source lengths of 74–254 km were obtained under an assumption of sea depths at the sources and verified to coincide with ones within a relative error of 15% that were previously obtained by other methods.