三亚M_(S)4.2地震前后海南岛重力场变化及其小波多尺度分解北大核心CSCD

利用海南岛流动重力测网2016~2022年共13期复测资料,分析研究区域差分重力场和累积重力场动态变化,并着重分析2019-08-20海南三亚M_(S)4.2地震前后海南岛西南地区重力场时空变化。结果表明,三亚M_(S)4.2地震震中附近地区在震前2 a和3 a出现重力场累积变化梯度带,梯度带的异常范围约60 km,重力场变化最大约为60μGal;三亚M_(S)4.2地震之后,震中附近地区重力场继续上升,至2020年下半年才开始协同下降,在下降过程中,发生以2021-08-08乐东MS3.2地震为最大地震的震群事件。对2016-09~2019-08海南岛累积重力场动态变化小波多尺度分解表明,海南岛西南地区重力场变化在3阶、4阶和5阶小波细节图中均出现异常。     

宜昌台超导重力观测中的海潮与大气负荷效应研究

基于2017年宜昌地震台超导重力仪观测数据,对数据预处理、极移改正和长周期趋势改正后的重力潮汐观测数据进行调和分析,获得宜昌台精确地方重力潮汐参数,选取NAO.99b和osu.Chinasea.2010海潮模型研究海潮负荷对重力观测的影响。结果表明,宜昌台海潮负荷变幅约为25 nm·s^-2,经海潮改正后潮汐因子有所改善。采用时域导纳方法以及基于全球大气模型ERA-Interim计算宜昌台大气重力负荷效应,研究结果表明,宜昌台大气重力导纳值为-3.219 3 nm·s^-2·hPa^-1,近区大气重力负荷变幅约为160 nm·s^-2,远区大气重力负荷变幅可达70 nm·s^-2,在进行超导重力数据处理分析时全球大气负荷效应不能忽略。     

云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用

基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料，获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型，为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性，用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征，并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明，9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致，NAO.99b模型的改正精度较高；大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征，且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2, 454.0)恒星日，品质因子为 -2 796。     

福建重力台网映震效能分析

利用福建重力台网7套gPhone重力仪的连续观测资料,对不同震中距和震级地震的同震响应特征及重力仪映震的最大震中距进行分析。结果表明：1）福建重力台网的映震效能受震级和震中距影响,从映震能力来看,泉州台优于莆田台,厦门台优于福州台,漳州台和龙岩台优于南平台;2）福建重力台网的仪器稳定性好和灵敏度高,与CMG-3ESP 120S地震计相比,重力仪具有较宽的地震频带,其同震响应持续时间与波幅呈高度正相关性;3）福建重力台网仪器映震的最大震中距(Δ)与震级（M_S）存在对应关系,具体公式为M_S=-0.218(logΔ)3+2.056(logΔ)2-4.594logΔ+6.459。     

日本Ms9.0地震前的连续重力观测异常

日本Ms9.0地震后,检测了17台(套)gPhone重力仪和成都GS15连续重力观测仪震前3天的观测数据.发现:乌什、郑州台的gPhone重力仪和成都台的GS15重力仪分钟采样在震前3天出现了不明原因的高频异常现象.初步分析表明,成都、乌什在3月9日的日本Ms7.3地震前的16小时产生了纺锤状的隆起现象;郑州台在日本M...     

漾濞6.4级地震前后云南地区GNSS应变场变化分析北大核心CSCD

利用GAMIT/GLOBK软件对2018~2021年以来云南地区43个GNSS连续观测站数据进行处理,获得时间序列,采用克里金插值方法计算获取应变率场,分析漾濞M_(S)6.4地震前后区域应变场变化。结果表明,地震危险区应重点关注面应变压缩区域和最大剪应变高低值转换区域;漾濞M_(S)6.4地震发生在前期面应变压缩区域,震后又迅速转变为拉张状态;漾濞一带长期处于最大剪应变率高值区,剪切活动较强,震中附近的最大剪应变率在震前出现短期区域应变积累速率快速降低的现象。     

十三陵地震台gPhone重力仪的仪器性能与水文响应分析

对安置于十三陵地震台的两台gPhone重力仪(109、118号)在2013-04~08的连续观测数据进行潮汐分析和提取重力残差处理。结果表明,gPhone重力仪监测到降水导致μGal量级的重力变化;gPhone重力仪获取的二阶重力残差变化与距离十三陵地震台15km的沙河地震台静水位变化之间存在4d左右延迟的正相关对应关系,显示了地下水位观测对重力观测解释的必要性。因此,有必要对我国的连续重力观测网补充地下水位观测,提高连续重力观测的数据处理精度。     

蓟县地震台gPhone、DZW和GS-15重力仪重力噪声水平对比

选取蓟县地震台同址观测的3台不同型号重力仪(gPhone、DZW和GS-15)2022年全年的连续观测数据,研究不同类型仪器对环境噪声的响应,计算3种重力仪的重力噪声水平,同时计算地震频段(200～600 s)的地震噪声等级,并与全国gPhone重力仪的地震噪声等级进行对比。结果表明：1)在频率低于10^-3 Hz时,扣除固体潮和气压改正可以明显改进重力噪声水平;2)相同台站不同仪器重力噪声水平不同,gPhone型重力仪的背景噪声水平低于DZW型重力仪和GS-15型重力仪,其SNM值为3.355;3)2022年全国gPhone重力仪的地震频段噪声水平均值为5.418,蓟县台的噪声水平平均值为3.465,低于全国的噪声水平。研究结果可为3类重力仪观测数据的研究应用提供参考。     

玛多MW7.3地震同震滑动分布的三维有限元模拟分析

首次构建2021年玛多M_W7.3地震三维有限元模型,分析同震滑动分布特征。首先解算高精度GNSS同震形变观测数据;然后建立玛多地震三维有限元模型,并用弹性半空间Okada模型验证其准确性;最后以40个近场和远场GNSS同震形变观测数据为约束,利用最小二乘法反演玛多地震同震滑动分布模型,从而模拟同震位移。结果表明,玛多地震引起的破裂主要分布在野马滩和黄河乡附近,最大滑动值约为3.4 m。该结果与现场考察结果一致,能够很好地解释GNSS同震形变观测数据。     

2021-09-29宁夏中宁M_(L)3.6地震震源参数测定北大核心CSCD

基于宁夏区域地震台网资料,采用初至P震相定位法测定2021-09-29中宁M_(L)3.6地震震源深度,同时利用gCAP反演方法测定该地震震源机制解及矩张量解,然后根据震源机制与应力场模拟方法计算现今应力场体系在中宁M_(L)3.6地震震源机制两个节面的相对剪应力和正应力。结果表明,初至P震相定位法和gCAP方法测定的中宁M_(L)3.6地震震源深度均为11 km,震源机制节面Ⅰ走向242°、倾角63°、滑动角8°,节面Ⅱ走向148°、倾角83°、滑动角153°,矩张量解结果表明该地震的双力偶成分占全矩张量解的97.07%,表明该地震为天然地震。结合震中附近2009年以来M_(L)1.0以上地震重定位后的空间分布、区域地质构造和相对剪应力等分析推测,中宁M_(L)3.6地震发震断层可能与天景山断裂东南段附近NNW向断裂薄弱带有关,该地震是在青藏高原东北缘NE向挤压作用下,沿着NNW向断裂剪切滑动引起的一次右旋走滑型地震事件。     

基于超导重力仪和宽频带数字地震仪的地球自由振荡信号探测

利用2010年智利MW8.8地震的震源机制解模拟解算该地震激发的自由振荡信号,将模拟信号与拉萨台超导重力仪（SG）和宽频带数字地震仪的观测结果进行对比分析。结果表明,在0.3~1.0 mHz频段,超导重力仪观测到的自由振荡信号具有较高信噪比,且可捕捉到谱峰分裂信号。在1.0~5.0 mHz频段,超导重力仪和宽频带数字地震仪观测到的自由振荡信号的频率与理论值偏差均小于0.214%。超导重力仪选用的时间段越长,其与理论计算值的平均偏差越小,当采用的时间序列达到80 h,观测值与理论值的平均偏差为7.715%。当数据长度大于40 h,超导重力仪观测效果明显优于宽频带数字地震仪。2种仪器的观测值与理论值的对比可充分体现超导重力仪的低频性和稳定性,超导重力仪比宽频带数字地震仪在探测地球自由振荡信号方面,尤其是在低频信号方面具有较大优势。     

苍梧M_S5.4地震和呼图壁M_S6.2地震震前重力非潮汐变化特征

分别对苍梧M_S5.4地震震前的梧州台和呼图壁M_S6.2地震震前的库尔勒台连续重力观测数据进行分析研究。结果表明,2次地震前梧州台和库尔勒台分别观测到10个月和7个月左右的重力非潮汐持续性上升变化,月均变化速度分别为5.0μGal/月和5.1μGal/月,累计变化分别约为50μGal和35μGal。经现场核实和理论计算排除环境干扰影响,认为2次地震震前数月的重力非潮汐持续上升变化与孕震过程有关,可为构建连续重力观测地震预测指标体系提供重要参考。     

动态与静态平差方法在流动重力数据处理中的对比研究

为研究重力时变因素对流动重力网数据处理结果的影响,利用动态和静态2种平差方法对南北地震带南段流动重力观测数据进行处理,并对2种方法的重力变化结果进行对比分析。结果表明：1）重力时变因素会导致静态平差方法计算的重力变化结果存在误差,对0.5 a和1 a时间尺度下的重力变化具有较为明显的影响,但对2 a以上时间尺度下的重力变化影响较小,因此计算0.5 a和1 a时间尺度下的重力变化时宜采用动态平差方法;2）研究区内九寨沟7.0级、长宁6.0级和漾濞6.4级地震的发震地点与重力变化零值线具有较好的对应关系,重力变化图像可反映3次地震的发震背景。     

智利MW8.8地震重力变化的GRACE观测与构造活动分析

利用GRACE重力卫星数据获取智利地区长期重力变化，提取特征点重力变化时间序列，分析2010 年智利MW8.8地震震前、同震及震后的重力变化，并将GRACE观测到的同震重力变化与球体位错理论模拟结果进行对比分析。结果表明，地震造成发震断层上、下盘显著的重力正负变化；特征点重力变化时序均清晰地揭示出地震造成的重力变化跃迁现象及震后3个强余震的异常信号，特别是震源域特征点重力在地震前2007~2010年呈现出“减小-增加-减小-增加-发震”的变化特征；GRACE观测到的同震重力变化与球体位错理论模拟结果在量级和分布形态上具有较好的一致性；地震不同阶段发震断层两盘重力变化亦有所差异，且受震后地层粘滞性效应影响，发震断层邻域重力变化呈持续性正负变化趋势。     

日本Ms9.0地震前的重力高频扰动

选取中国重力台网14台gPhone弹簧重力仪组成2个观测剖面,对日本本州东海岸附近海域Ms9.0特大地震前（3月1日至10日）的观测数据进行了分析。结果表明：沿海各台站统一出现了喇叭口状的“重力异常扰动”现象,且扰动异常随震中距的增加呈衰减趋势。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性北大核心CSCD

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

同址观测重力仪与地震仪地震频段噪声水平比较

选用拉萨台超导重力仪、昆明和恩施台gPhone重力仪以及各台站同址观测的STS-1和STS-2.5地震仪观测数据,计算所有仪器在地震频段（0.1～100 mHz）的噪声水平,并分别进行比较。结果表明,1 mHz以上时,拉萨台超导重力仪噪声水平略高于同址观测的地震仪结果,而1 mHz以下则相反;0.5 mHz以上时,恩施和昆明台gPhone重力仪的噪声水平高于地震仪结果,0.1～0.5 mHz时则与地震仪结果接近。用带通滤波处理和未滤波处理2种方法计算地震噪声等级（seismic noise magnitude, SNM）,结果表明,采用带通滤波方法计算得到的SNM值更小,且随月份的变化更加平缓。     

利用EEMD及超导重力数据探测超低频地球自由振荡模态分裂信号:探测实例

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据,采用EEMD分解技术及叠积技术,检测了频率小于1mHz的低频地球自由振荡的简正模(3S1、0S4、0S5)及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差,然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量,提高了探测低频自由振荡信号的信噪比,使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明,经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号,得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。     

基于S变换的唐山四分量钻孔应力时频特征分析

以2016-02～11期间唐山四分量深孔地应力连续观测数据为基础，使用S变换技术获得区域构造信息的时频特征，讨论其与近场小震及远场大震事件的关联性。研究发现，唐山台近场25 km范围内5次小震事件发生前的数日内，其地应力连续观测数据的S变换结果在720～1 440 min周期范围内均表现为高能量簇异常，且与潮汐因子的日常形态存在显著差异；2016-04-15日本九州M7.0级地震的同震效应主要对地应力S变换结果中周期小于240 min的频段具有较大影响，因此，唐山地应力高能量簇特征可能来自于区域构造应力场动态调整，而非远场大震的同震效应，说明地震事件前后的构造应力时频演化特征与近场地震活动可能存在较高的前兆关联性。