大地水准面形变与地面真实垂直位移的确定

在地球重力场和地面高程随时间变化的情况下,地面真实垂直位移为水准高和大地水准面高变化之和。本文从广义Stokes公式出发,推导了确定大地水准面高变化和垂线偏差变化的理论公式以及用重力和水准同时重复测量联合确定地面真实垂直位移的理论公式。用本文方法得到的结果与Heck(1984用解边值问题的方法得到的结果完全相同,而与Biro(1983)的结果差一个常数项。本文还指出,广义Stokes公式和Vening·Meinesz公式可以加以推广,它们形式地可以当作一组算子,用于确定大地水准面高的变化和垂线偏差的变化。在用于不同目的时,公式中相应的物理量(有效重力变化和位基差)需分别赋予合适的物理意义。     

非构造形变对中国大陆GNSS基准站垂向周期运动的影响

解算陆态网络2011~2013年GNSS基准站,获取其坐标时间序列,并定量计算非潮汐海洋、大气、积雪和土壤湿度对测站产生的非构造形变,以修正GNSS垂向时间序列。修正后,GNSS垂向序列特性发生显著变化:周年运动振幅和初相均发生明显变化,振幅明显缩小(个别站增大),缩小幅度因不同区域而存在差异;修正前相位与修正后存在一定的系统偏差,大约滞后2~3个月,这种系统偏差可能是GNSS测站对地球物理因素"迟钝反应"的综合表现;半周年运动的变化主要体现在振幅上,缩小幅度在1mm左右。     

沈阳连续重力非潮汐变化异常分析

沈阳台定点重力非潮汐变化数据稳定,但自2017-06以来数据曲线连续5个月明显上升,且速率较大,幅度约为5μGal/月,打破了自2015年断电后重归的稳定状态。通过对仪器观测系统、区域地质特征、GPS资料及周边环境等分析发现,GPS垂直分量于同年5月开始下降,GPS垂向变化引起的重力量值-1.714μGal/mm远小于重力变化;抽水的干扰仅产生0.2181μGal的变化,远小于5μGal/月的量值变化。对GPS垂向引起的重力变化进行定量计算分析,并对水井抽水进行正演模型计算,排除抽水和垂向重力变化的影响,重力非潮汐变化量值约为14.7819μGal。研究发现,外界影响变化不足以引起重力的非潮汐异常。综合分析认为,该重力非潮汐变化异常为地震前兆异常,为后续地震预报提供了可靠依据。     

武汉重力固体潮长周期潮汐参数的确定

基于武汉国际重力潮汐基准台GWR-C032型超导重力仪记录的1997年到2002年的重力潮汐数据,研究了重力固体潮长周期潮汐波的潮汐参数特征。引进一种新的VAV重力固体潮汐分析方法,设计了有效的漂移模型,考虑台站气压、极移和日长变化对重力的影响,得到非潮汐变化量为22．54nms^-2／a。     

洞温对银川台重力观测的影响研究

研究了银川台洞温对重力观测的影响，结果表明，重力非潮汐变化与洞温变化显著相关。提出了重力测量对洞温的改正模型。经验证，观测资料经模型改正后，潮汐参数的精度有了显著提高。     

滇西地区重力固体潮观测研究

本文在统一了弥漫、下关(相距60km)两台站标定常数、标定方法和计算方法的基础上,讨论了两台站的重力固体潮观测结果(其中下关台14个月,弥渡台两年);确定了滇西地区GS15重力仪所观测到的主波潮汐因子的最佳值。文章最后分析了澜沧地震前后下关和弥渡台潮汐和非潮汐变化特征。     

基于OpenMP多核并行算法的垂线偏差快速计算

针对利用超高阶地球重力场模型计算大范围、高分辨率区域垂线偏差效率低的问题，提出基于OpenMP多核并行技术的数组升维和分区计算方法。实验表明，该方法计算垂线偏差的加速比最高达到5.6倍，显著提高了超高阶垂线偏差的计算效率，也为解决重力场数据处理过程中类似的快速计算问题提供了思路。     

利用大地水准面模型计算垂线偏差的方法及精度分析

根据大地水准面与垂线偏差的关系，设计合理的计算方案，给出利用大地水准面模型计算垂线偏差的简化公式，并通过模拟计算探讨大地水准面相对精度、取点间距和已知点选取及个数对计算结果的影响。利用GEOID12B模型分别计算GSVS2011、GSVS2014项目中各测站点和美国西部区域（40°~45°N，100°~105°W，分辨率为1′）的垂线偏差，并与GSVS项目垂线偏差实测值和DEFLEC12B模型值进行比较。结果表明，垂线偏差南北分量和东西分量的计算精度均优于±0.5″，说明利用相对精度为cm甚至亚cm级的大地水准面模型可获取较高精度的垂线偏差。     

潮汐因子变化与1976年松潘地震

本文对天水重力固体潮观测站1974年7月——1977年6月松潘地震前后3年的资料进行了分析,发现在震前该站的潮汐因子δ值有长达7—8个月,幅度为10％的负异常。结合这次地震的震源机制解以及地形变、流动重力测量等其它资料,对松潘地震的发震模式及潮汐因子δ值震前下降的物理机制进行了讨论。本文初步认为在大地震孕育过程中,特别是在临震前。震源区及外围区构造应力发生了剧烈的变化,岩石所承受的应力变化速率不断增加,导致岩石的弹性模量E发生很大变化,从开始的静弹性模量变为动弹性模量。根据δ与弹性模量的关系,E的变化必将导致δ的下降变化。这可能是潮汐因子δ值震前变化的主要原因。     

用固体潮观测资料将钻孔应变变化换算为地层的应力变化

利用钻孔应变观测值中潮汐频段部分和钻孔岩芯的弹性系数,将钻孔应变换算为地层应力的格值,用此格值可将钻孔应变的非潮汐变化换算成该地地层的非潮汐应力变化.从潮汐模型研究和潮汐观测结果来看,勒夫数受地球大结构的影响,空间变化不大,据此可用勒夫数的模型值去求定标定应力.由钻孔应变观测值求定钻孔应变的面应力系数和差应力系数,而不必知道耦合介质的力学性能.探头周围介质若非各向同性时,应力系数可用椭圆的解析式拟合.此外,还讨论了同井、同台、台网的校核问题,以及应力场模型的拟合和漂移的分离问题.     

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Vertical structure of the tidal currents on the continental shelf of the East China Sea

The available data on tidal currents spanning periods greater than six months for the continental shelf of the East China Sea (26°30.052′N, 122°35.998′E) were analyzed using several methods. Tidal Current Harmonic Analysis results demonstrated that semi-diurnal tides dominated the current movement. The tidal currents of the principal diurnal and semidiurnal rotated clockwise with depth, with the deflection of the major semi-axes to the right in the upper layer and to the left in the lower layer. The vertical structures of two principal semi-diurnal constituents-M2 and S2-were similar, which indicates that the tidal currents are mainly barotropic in this area. The main features of the variation of the four principal tidal constituents with depth demonstrate that the currents in this region are influenced by the upper and lower boundary layers. Therefore, the tidal constituents of the shallow water are similar. Different vertical modes were calculated based on the Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis of the Eastern and Northern components of the tidal currents, with a variance contribution for the zero-order model of at least 90%. The variance contribution of the baroclinic model is minimal, which further reveals a strong barotropic character for the tidal currents of this region.     

Improved Numerical Computing Method for the 3D Tidally Induced Lagrangian Residual Current and Its Application in a Model Bay with a Longitudinal Topography

An improved method for computing the three-dimensional(3 D) first-order Lagrangian residual velocity(uL) is estab-lished. The method computes tidal body force using the harmonic constants of the zeroth-order tidal current. Compared with using the tidal-averaging method to compute the tidal body force, the proposed method filters out the clutter other than the single-frequency tidal input from the open boundary and obtains uL that is more consistent with the analytic solution. Based on the new method, uL is calculated for a wide bay with a longitudinal topography. The strength and pattern of uL are mostly determined by the parts of the tidal body force related to the vertical mixing of the Stokes' drift and the Coriolis effect, with a minor contribution from the advection effect. The geometrical shape of the bay can influence uL through the topographic gradient. The magnitude of uL increases with the increases in tidal energy input and vertical eddy viscosity and decreases in terms of the bottom friction coefficient.     

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非潮汐海洋负载效应对近海岸IGS测站坐标时间序列的影响

根据均匀分布在全球各大洲的IGS测站信息,选取105个数据质量良好的近海岸测站以及29个内陆测站,利用ECCO发布的海底压力数据计算得到由非潮汐海洋负载引起的IGS测站位置N、E、U方向上的位移。分析了由地理位置差异导致的测站受非潮汐海洋负载效应的影响存在的差异,并修正了SOPAC提供的IGS测站坐标时间序列,探讨了非潮汐海洋负载效应引起的测站位移对近海岸测站坐标时间序列的影响。结果表明,近海区域（<50 km）测站受到非潮汐海洋负载影响U方向平均量级为5 mm,远大于内陆（>500 km）测站U方向的影响;经过非潮汐海洋负载修正,71%的测站高程坐标时间序列RMS值得以减小,其中最大可使RMS值降低13%;大西洋、太平洋西海岸受其影响比东海岸大,考虑到其受非潮汐海洋负载效应影响显著,使用大西洋与太平洋西海岸地区测站坐标时间序列前必须进行非潮汐海洋负载修正。     

大姚6级双震前的地震前兆特征

在连续形变观测资料中除了存在于整个时间域的短周期潮汐信息(固体潮)外，还有出现在某个时间段的长周期非潮汐信息．如何从时间或空间上认识和提取这些信息．成为认识地震过程和进行地震预报关键和迫切的问题之一。利用小波分析的时一频特性和奇异性检测特性，对大姚6级双震前的连续形变观测资料进行了处理，提取潮汐资料中的非潮汐信息。发现在地震前震中附近的形变台站都接收到了相同频段的异常信号．周期为几天到十几天，出现在各个台站的时间也大致相同。这些在震前具有一定时、空分布的信息有可能是地震前兆。