中国数字地震台网记录的昆仑山口西地震的球型自由振荡

利用中国数字地震台网 (CDSN)改造后的7个台站的VHZ波形资料, 采用功率谱密度估计方法, 利用中国数字地震台网地震仪对低频信号压制的特点, 在没有对资料去除固体潮影响的情况下, 提取了2001年11月14日昆仑山口西地震激发的₀S₄~₀S₇₆地球球型自由振荡, 并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡周期进行对比, 结果表明与PREM预测的球型自由振荡周期符合得很好。 该地震的地球自由振荡信息, 可用于地震震源机制研究和地球内部结构研究。     

利用JCZ-1T地震计LP通道数据检测斐济M W 8.2深震激发的地球自由振荡

JCZ-1T地震计LP通道数据可有效应用于地球自由振荡信号探测。利用泰安基准地震台JCZ-1T地震计LP通道120小时数据记录,获得2018年8月19日斐济M_W 8.2深源地震激发的地球自由振荡,检测到基频球型振荡₀S₆-₀S₅₈几乎所有振型、球型振荡部分零级振型和高振型以及环形振荡部分基振型和高振型,与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行对比,结果表明,振荡周期观测值与PREM理论值基本一致,二者微小差值应由地球介质的横向不均匀性和各向异性所致。     

利用张家口地震台体应变观测资料检测地球自由振荡

在保证低频自由振荡信号分辨率,又不对高频自由振荡信号产生抑制效应的前提下,利用张家口地震台体应变观测资料,采用功率谱密度估计方法,获得2011年3月11日日本9.0级大地震激发的₀S₂-₀S₇₄基频球型振荡和17个谐频球型振荡（₃S₂、₅S₃、₂S₁₀、₂S₁₂、₃S₉、₁₁S₁、₇S₁₀、₅S₁₃、₄S₁₈、₅S₁₄、₁₄S₄、₄S₂₄、₁S₃₈、₇S₁₈、₁₄S₈、₉S₁₉、₅S₃₀）,并与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行对比,发现与实测振荡周期基本一致。     

利用重力观测约束2011日本Tohoku大地震的震源机制

2011年3月11日,日本东北部(Tohoku)太平洋海域发生M_w9.0特大地震.一些国际学术机构用不同的震相和反演方法,计算了大地震的震源机制解.但这些结果存在一定的差异.地球长周期自由振荡的振幅主要依赖于地震矩的大小及地震断层的破裂方式,可以约束地震的震源机制、地震大小及持续时间.本文利用地球自由振荡₀S₀简正模对Tohoku大地震的震源机制解进行分析和约束.₀S₀振幅大小与地震断层的倾角(dip)、滑动方向角(slip)、震源深度及地震断层的破裂时间有关.我们利用震源机制解得到大地震后自由振荡模拟值,利用超导重力仪得到自由振荡的高精度重力观测值.二者比较后的结果显示:由GCMT震源机制解得到的₀S₀振幅与观测值符合较好,而由USGS CMT震源机制解模拟的结果明显大于观测值.2011 Tohoku地震为逆冲型浅源大地震.进一步的分析表明:逆冲型浅源大地震的断层倾角对₀S₀振幅的影响很大,而滑动方向角以及震源深度对₀S₀振幅的影响较小.USGS CMT震源机制解中较大的断层倾角是导致其₀S₀振幅显著偏离观测值的主要原因.     

中国数字地震台网记录的苏门答腊-安达曼地震激发的地球球型自由振荡的检测

利用中国数字地震台网 （CDSN）改造后的7个台站的VHZ波形资料， 提取了2004年12月26日苏门答腊-安达曼地震激发的0S2~0S54地球球型自由振荡，并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡频率进行了对比，发现与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好. 观测的该地震激发的0S2，0S3，0S4， 2S1和1S2振型自由振荡有明显的频谱分裂现象. 特别是2S1振型，是继Rosat等之后的第二次报道不叠加的情况下观测到的这种振型. 根据该地震的总体震源机制，试算了不同的地震矩，模拟了该地震0S2振型在CDSN 7个台上的自由振荡振幅， 并与记录资料进行了比较，得到该地震的地震矩可达1023Nmiddot;m；本文发现地球自由振荡记录包含了大量震源机制和地震位置的信息， 可用于地震震源破裂参数的精细研究.       

利用超导重力数据检测日本Mw9.0地震的低频自由振荡及谱线分裂

准确估计低频自由振荡及谱线分裂是约束地球内部结构和改进地球模型的重要手段.本文利用四个不同台站的超导重力观测数据系统研究了日本M_w9.0大地震激发的低于1.5 mHz自由振荡及谱线分裂.研究结果表明:(1)选取适当的数据长度,超导重力观测数据可以检测出低于1.5 mHz除₁S₁以外的所有自由振荡;(2)除₀S₂、₀S₃、₀S₀、₂S₁、₃S₁、₁S₂和₀T₂外,重点探测出₃S₂、₀S₄和₁S₄谱线分裂的所有谱峰;(3)与PREM模型理论频率相比,₀S₀观测频率平均向右偏移0.354×10^-3mHz,说明PREM理论模型中地幔底部参数与真实地球可能存在微小偏差;(4)₃S₂的谱线分裂率r为1.485267,比PREM理论谱线分裂宽度约宽50%,表明PREM中地球内核中部介质参数可能存在一定误差,需要进一步改善.另外,quasi-₀T₂的r为1.254206,比PREM理论谱线分裂宽度约宽25%.     

2016年12月25日智利M7.6地震球型自由振荡检测

智利M7.6的地震激发了地球自由振荡,利用中国数字台网(CDSN)的10个台站记录到7 d的VHZ波形数据,采用功率谱密度估计方法,在没有滤波的情况下,提取了2016年12月25日智利地震激发的地球球型自由振荡基频振型_0S_4～_0S₅₃和一系列的谐频振型,并与PREM模型的理论自由振荡频率峰值进行对比,发现2.5～4.5×10¹³Hz的频率值与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好,说明本次地震确实激发了全球范围内的自由振荡,而4.5～6×10¹³ Hz的频率值稍微有偏离,这是由于地壳的横向不均匀所致,可以用来研究地球内部的构造。     

JCZ-1型地震仪观测的地球环型自由振荡

本文首次采用JCZ-1型地震仪观测资料研究地球环型自由振荡, 并在2011年日本9.0级地震、 2010年智利8.8级地震和2005年印尼8.6级地震后武汉地震台JCZ-1型地震仪观测到了其激发的环型自由振荡, 从中检测了基振型₀T₂~₀T₆₇和一次振型 ₁T₂~₁T₅₀等振型的本征周期, 与PREM的理论值比较, 误差比小于0.5%, 补充了PREM中未提到的几次振型的本征周期: ₀T₁₁、 ₀T₁₅、 ₀T₁₉、 ₁T₄、 ₁T₅、 ₁T₁₄, 并观测到了日本地震 ₀T₂、 ₀T₆、 ₀T₇和 ₀T₈振型的多峰值现象。 研究结果表明, JCZ-1型地震仪具有良好的观测超低频长周期地球自由振荡的能力。     

利用常熟地震台同场地形变仪记录检测对比地球自由振荡信号

利用常熟地震台同场地观测的洞体应变仪、体应变仪、水管倾斜仪、垂直摆倾斜仪记录数据,采用小波变换与功率谱密度估计方法,检测2011年3月11日日本9.0级大地震激发的地球自由振荡信号,其中检测到47个球型基频振型（₀S₃—₀S₄₉）、15个环型基频振型（₀T₅—0T₂₅）以及部分球型谐频振型,与地球初步参考模型（PREM）理论频率值基本符合,表明检测结果较好。对比结果显示：水管倾斜仪检测球型振荡振型能力最强,垂直摆倾斜仪检测环型振荡振型能力最强;体应变仪可检测到清晰的环型基频振型,且信噪比较高;倾斜仪对自由振荡信号的检测能力优于应变仪。     

印度洋9.0级大地震激发的地球球型振荡和环型振荡

综合分析了中国数字地震台网（CDSN）改造后的5个长周期地震仪台站观测的3天的VHZ、VHE和VHN波形资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2004年12月26日印度洋地震激发的0S3~0S78的基频球型振荡和部分谐频球型振荡和0T3~0T67的基频环型振荡,并与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期符合的很好.频率与PREM模型略微不一致的球型或环型振荡可以解释为地球介质的横向不均匀性和各向异性所致.因此地球自由振荡信息可用于揭示地球的三维不均匀结构信息或各向异性信息,并可能对区分地幔对流模式有所帮助.     

印度洋9.0级大地震激发的基频地球球型振荡

分析了中国数字地震台网（CDSN）改造后的余山台（SSE）甚长周期地震仪（STS-1，瑞士生产）观测到的大地震后3天的VHZ波形资料，利用功率谱密度估计方法，在没有对资料进行去固体潮处理的情况下，准确获得了2004年12月26日印度洋地震激发的基频球型振荡，并与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行了对比，发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期其本符合。其细微差异可以用来研究和解释地球介质的横向不均匀性和各向异性等现象。     

Spheroidal oscillations of the Earth stimulated by the Sumatra-Andaman earthquake with CDSN data

The 0S2~0S54 spheroidal modes of Earth’s free oscillations, triggered by the great Sumatra-Andaman earthquake of 26 December 2004 are retrieved from VHZ data recorded by seven upgraded stations of China Digital Seismograph Network (CDSN). We compare these spheroidal modes with theoretical free oscillation spectra calculated from the Preliminary Reference Earth Model (PREM) and find a coincidence between their periods. Spectral splitting phenomenon is observed obviously in 0S2, 0S3, 0S4, 2S1 and 1S2 free oscillation modes. What is most noticeable is that the oscillation mode 2S1 is reported for the second time (the first time by Rosat et al) without any data stacking. We simulated the split singlet of 0S2 mode on seven CDSN stations based on general focal mechanism and seismic moment of the earthquake. The result shows that seismic moment of the earthquake can reach 1023 N.m. We also find that the recording of Earth’s free oscillations carries abundant information of source mechanism and earthquake location, which is applicable to the detailed study of source rupture parameters.     

IDA和CDSN资料的长周期面波研究

１９８０年和１９９２年分别在昆明和北京白家疃台架设了ＩＤＡ观测仪器，１９８５年开始又陆续在北京，兰州，海拉尔等地布设和完善了ＣＤＳＮ数字化地震观测台网，为开展长周期面波研究提供了方便。本文结合国内外研究现状，论述了超长周期地震观测在地球自由振荡，震源物理面波理论地震图合成及非均匀地球介质结构研究中的应用。同时结合１９８９年５月６日发生在秘鲁的Ｍｓ７．０地震，介绍了利用简正振型资料开发地震矩张量反演     

利用体应变观测资料检测地球自由振荡

选用通河地震台体应变观测数据,采用功率谱密度估计方法,获得2015年5月30日日本小笠原群岛地区8.0级大地震和2017年9月8日墨西哥沿岸近海8.2级大地震激发的_0S_4—_0S_(35)基频球型自由振荡频率,并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡频率进行对比,结果发现:前者共被检测到11个基频信号,有7个信号与理论值存在偏差,1个存在频谱分裂现象;后者共被检测到17个基频信号,有9个信号与理论值存在偏差,1个存在频谱分裂现象。     

Detection of spheriodal free oscillation excited by Peru 8.2 M_s earthquake with five international superconducting gravimeter data

In this paper, authors obtain the spectral peaks of the earth free oscillation and check all normal modes from 0S0 to 0S48 accurately, with the Fourier analysis and the maximum entropy spectrum method dealing jointly with six groups of the observational residual data from five international superconducting gravimeter stations. By comparing the observational results in this paper with three former groups of observations or models, authors notice an extra discrepancy between two observational 0S2 modes excited separately by Peru earthquake and Alaska earthquake, which probably mirrors the anisotropy of the Earth's inner core. The analysis on the splitting 1S2 mode shows that the asymmetric factor of rotationwise spectral splitting is possible to be different from that of anti-rotationwise spectral splitting.