用东海和南海潮汐资料修正全球海潮模型对中国及邻区重力场负荷计算的影响

利用11个全球海潮模型和中国东海及南海近海潮汐资料,计算了海潮负荷对中国及邻区重力场的影响,进而讨论了用近海潮汐资料修正全球海潮模型对负荷结果的影响. 结果表明, 用近海潮汐资料修正全球海潮模型对沿海地区的负荷计算影响较大, 因此在计算海潮负荷对沿海台站的影响时, 必须顾及近海潮汐效应. 计算M2波海潮负荷时, 选择CSR4.0, FES02, GOT00, NAO99和ORI96海潮模型, 则对于内陆大部分台站负荷的近海效应在0.1times;10-8m/s2量级; 而计算O1波时, 如选择AG95或CSR3.0模型, 则在0.05times;10-8m/s2量级. 这说明模型中的各个潮波在我国沿海的准确性并不是一致的, 因此模型的选择是比较复杂的.      

地倾斜固体潮O1和K1日波分潮的海潮效应

本文采用沈育疆等编绘的海潮图,用Farrell给出的地倾斜负荷格林函数褶积积分法,计算了海潮O₁和K₁分潮对我国北京等12个测站地倾斜固体潮的海潮效应。对泰安等测站地倾斜固体潮的观测值进行了海潮改正。     

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。      

卫星重力场恢复中海潮负荷效应的改正

本文详细介绍了海潮负荷效应对卫星重力测量影响的基本理论,并采用不同分辨率的FES2004、TPXO7.2和GOT00全球海潮模型计算了海潮负荷对卫星重力结果前60阶的影响;并用各个模型之间的差异作为海潮模型精度的估计量,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:海潮负荷效应主要影响卫星重力观测结果的低阶系数,35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,全球海潮模型的分辨率及精度均得到很大提高,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.受近海地区特殊海岸线及复杂海底地形的影响,整体精度仍得不到提高,利用高精度高分辨率的中国近海模型对不同分辨率全球海潮模型进行局部精化,进一步提高了全球海潮模型的整体精度,同时改善了卫星重力场恢复中的海潮负荷改正效果.     

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。     

GPS测站的海洋潮汐改正

利用ＣＲＳ３．０海潮模型计算了海潮对我国沿海地区ＧＰＳ测站的影响。结果表明，海潮对我国ＧＰＳ测站的影响由东至西逐渐减小，垂直方向的影响远远大于水平方向，对东南部沿海的影响一般可达厘米量级。海潮改正对ＧＰＳ基线解算的实例表明，这一影响不仅反映在基线向量上，而且也反映在基线分量上。     

中国地壳运动观测网络基准站倾斜固体潮观测中的海潮负荷信号改正问题

利用最新的全球海潮模型（Csr3.0,Fes95.2,Tpxo2,Csr4.0和Scw80)和中国近海海潮资料，基于标准地球模型负荷格林函数，采用Agnew的积分格林函数方法研究了倾斜固体潮观测中的海潮负荷效应。文章计算了中国地壳运动观测网络25个基准站8个主要潮流的倾斜负荷，数值结果说明对某一潮波而言，倾斜负荷振幅达10^-9弧度，沿海地区达10^-8弧度或更多。文章构制了北京和上海等8个主要台站的倾斜负荷随时间变化。     

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.     

不同海潮模型对中国大陆构造环境监测网络GNSS数据解算的影响

选取2018年中国大陆构造环境监测网络GNSS基准站及中国周边IGS站数据,基于CSR4、FES2004、GOT00、NAO99b等海潮负荷改正模型,采用单一变量的解算方式,分析不同海潮模型对我国GNSS基准站基线、三维坐标、时间序列等造成的影响。结果表明：利用不同海潮模型解算基线精度,水平方向相差不大于1 mm,垂向相差不大于3 mm;各测站NEU坐标精度均在毫米级以下,以耿马站时间序列为例,与其他模型相比,基于FES2004模型解算的各向偏差趋势波动较弱,其年序列图的精度及连续性、稳定性更佳。简言之,利用FES2004海潮模型解算GNSS站点位置,效果较好。     

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°。     

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。     

海潮对中国大陆倾斜负荷效应的研究

本文推导了倾斜负荷效应的实际计算公式,并确定了ψ_0=12°,m=21阶的计算方案。研究了中国大陆海潮倾斜负荷效应的空间分布特征。结果表明中国大陆不存在倾斜负荷“无潮点”,但是,在西北地区布设倾斜台站将较小地受海潮影响。给出了便于实用的100个台站的倾斜改正值。     

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.     

海洋潮汐对地倾斜固体潮观测的影响

本文采用四种不同作者给出的海洋潮汐图,用 Farrell 给出的 Green 函数进行卷积积分法,计算了海潮 M_2分波对我国北京、泰安等十二个观测站地倾斜固体潮的影响。并对沙城、巴林和泰安地倾斜固体潮观测值进行了海潮改正。     

香港地区重力固体潮和海潮负荷特征研究

介绍了在香港地区重力固体潮合作观测成果, 获得了该地区完整的重力固体潮实测模型. 利用全球和近海海潮模型以及岛屿验潮站数据较系统地研究了海潮负荷特征, 反演了全球海潮模型的适定性. 数值结果说明周日频段内的海潮模型要比半日频段内的模型更加稳定, 实施验潮站潮位高变化改正对精密确定重力固体潮相位滞后起重要作用. 文章还研究了重力观测残差和台站背景噪声水平. 本项研究填补了中国地壳运动观测网络在该地区重力固体潮观测空白, 为地表和空间大地测量提供有效参考和服务.     

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.     

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。      

全球海潮M2分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮

本文利用作者提出的积分Green函数方法,根据Schwiderski海潮图计算了全球海潮M_2分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮。计算结果表明,M_2分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮主要受太平洋和印度洋海潮的控制,负荷潮椭圆长轴迹线呈两端向太平洋和印度洋弯曲的弧线,负荷潮椭圆长半轴在大陆东部沿海地区可达十几毫秒,而在大陆西部新疆地区仅为0.3—0.4毫秒。     

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.