Love函数与地球内部的潮汐形变

把地球表面潮汐形变问题扩展到地球内部.定义了Love函数和几种潮汐形变因子,并对两个实际地球模型（1066A和PREM）进行数值计算和讨论,以了解地球内部的潮汐形变特征,专门讨论了Love函数导数以及应力固体潮张量的计算问题.本工作对了解全地球潮汐场以及潮汐触发地震等问题将有所帮助.     

SNREI地球对表面负荷和引潮力的形变响应

基于PREM模型，利用非自转、球型分层、各向同性、理想弹性（SNREI）地球的形变理论，讨论了地球在不同驱动力作用下的形变特征．采用地球位移场方程的4阶Runge Kutta数值积分方法，解算了在表面负荷和日月引潮力作用下地球表面和内部形变和扰动位，并给出了地球表面的负荷Love数和体潮Love数．结果表明在固体内核中的形变很小，液核中低阶(n＜10)负荷位移随半径的变化非常复杂．当负荷阶数超过10时，地核中的形变和扰动位都很小，地球的响应主要表现为弹性地幔中的径向位移，且随深度增加急剧减弱，负荷阶数越高这种衰减的速度越快．SNREI地球的地表负荷Love数和体潮Love数与信号频率的依赖关系很弱．在计算体潮Love数的过程中，采用了SNREI地球的运动方程，同时考虑了由于地球自转和椭率引起的核幔边界附加压力，这一近似处理方法获得的结果能很好地符合地球表面重力潮汐实际观测结果．     

液核动力学扰动引起的地球形变

讨论了地球固体部分对液核动力学效应引发的核幔边界和内核边界上压力和引力扰动的形变响应．采用弹性-引力形变理论描述地幔和内核的形变,给出了内部负荷Love数的一般表达式．以初始参考地球模型为例,分别计算了在地球表面、核幔边界和内核边界上的内部负荷Love数．探讨了液核边界上压力和引力扰动导致的地球形变场的空间和频率分布特征．本文的结果可以为中短周期液核动力学理论模拟提供必要的边界条件．     

地球内部应变与应力固体潮

本文详细介绍了地球内部应变和应力固体潮的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的Love数,并计算了地球内部的应力和应变的6个独立分量在不同深度和纬度处的时间变化序列.结果表明:应力潮汐的振幅达到103Pa,应变潮汐振幅达到10-8;不管应力或是应变潮汐,其振幅随深度的不同都有较大的变化;6个应力和应变分量对纬度依赖较大,但没有表现出南北纬度上的严格的对称性,与纬度的对应关系由引潮位展开的大地系数确定.本文结果可有效应用于地球内部应变或应力潮汐观测的固体潮改正;另外,将本文结果应用于研究潮汐触发地震问题,给出了中国中部地区的一个算例,结果表明地震断层正应力潮汐和应力张量第一不变量潮汐与发震时刻具有明显的相关性,而这种相关性并未在其他如剪切应力以及库伦破坏应力潮汐中表现出来.     

水位潮汐周日波高值异常与中强地震的关系

地球对引潮力产生的响应反映了其内部的物性特征.潮汐观测值反映地壳在潮汐作用下发生的微形变场变化,通过对地壳介质物性参数(潮汐因子、相位滞后)的计算,分析地震前地壳岩石弹性变化,判定其由线性进入非线性状态的短期阶段.这一理论有助于追踪震源区的非线性应变过程,从而判定非线性系统失稳前兆.     

基于集合经验模态分解法的重力极潮提取与研究

重力极潮,即极移引起的重力变化,是地球由于惯性离心力变化导致地球形变的综合反映,其观测和研究有助于了解地球在长周期频段的响应,约束地球形变、地球内部构造和物理参数.区别于以往研究,本文采用了集合经验模态分解方法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）从全球5个超导重力仪台站连续重力观测资料中提取重力极潮、消除仪器漂移及极潮频段以外的大部分噪声信号,该方法所用的基函数是基于自身信号获得的;在此基础上,利用最小二乘匹配法分离极潮中的周年项和Chandler项,估算Chandler周期的极潮潮汐因子.结果表明,基于EEMD得到的极潮潮汐因子与前人基于其他消除仪器漂移方法（数学模型或小波分析）得到的结果相符合,精度相当,但由于这种方法是自适应的,因此本文结果更能反映实际物理过程.

     

固体潮应变理论值的计算

本文从勒夫数h、l的概念出发,讨论弹性地球在起潮力作用下的潮汐形变,制定了一套适于电子计算机计算的固体潮应变理论值的计算公式和步骤。     

利用大地测量数据反演地震位错Love数和格林函数的理论与方法

本文提出一种利用大地测量观测技术反演地震位错Love数及格林函数的理论和方法.首先根据地震位错理论建立理论同震变化和大地测量观测值之间的关系式;其次,以2011年Tohoku-Oki地震（M_W9.0）为例,反演体现局部构造特征的地震位错Love数和格林函数.结果表明：反演得到的位错Love数与PREM模型下的位错Love数随深度和阶数变化不同,反映出局部三维地球模型的构造差异,由此计算的同震变化跟实际大地测量观测值的吻合度提高了~60%~~80%.通过大地测量观测数据反演的地震位错Love数能体现局部地球真实的构造信息,为该地区地震研究提供更加精确的地震位错格林函数.

     

地球潮汐引起的地震触发作用

引言所谓地球潮汐是由月亮和太阳的引力引起的地球周期性的弹性形变现象。因地球潮汐使地球内部产生103~104Pa数量级的应力变化,其程度相当于地震时应力下降量的10-3。很难认为地球潮汐就是引起地震的直接原因,但是其变化率之大,有时构造应力的积累速度甚至上升到2位数。构造应     

固体潮Love数的基本理论和数值结果

滞弹微椭、自转无海洋、横向均匀地球模型的固体潮模拟理论,已能很好地解释空间大地测量技术的观测成果,但这一地球模型中还没有考虑的一些物理因素(地球横向不均匀和各向异性等),目前在理论上已被人们所重视．本文在毫微伽和毫米精度上,研究了Love数的基本理论,给出了其解析表达式;利用空间大地测量技术对love数解析表达式的拟合结果,计算了2阶潮汐各个波段内的Love数．研究表明空间大地测量技术观测精度的提高,是精确测定Love数的必要途径之一．     

地球和月球的弹性潮汐形变解

本文根据一个由较新的月震、月球形状、月球重力及月球天平动资料所建立的真实月球内部结构模型,解算了在地球和太阳的引潮力作用下月球表面的弹性潮汐形变。得到了表征月球弹性潮汐形变的特征数--月球勒夫数。这个结果与国外一些学者采用假想或简单月球模型所得结果有较大不同。同时,本文还根据近年来出现的新的地球模型,再次求解了地球的静态勒夫数。结果表明,采用不同的地球模型对解算地球的静态弹性潮汐形变的结果影响很小。     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S_2大气潮引起的体膨胀约为S_2固体潮体膨胀的20％.     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S₂大气潮引起的体膨胀约为S₂固体潮体膨胀的20％.     

气压变化及其对地壳形变和深井水位的影响

根据北京塔院地区1984和1985年的微气压计记录采用频谱分析和调和分析两种方法得出了大气潮谱的详细结构;用负荷勒甫数代替潮汐勒甫数,仿照固体潮的有关公式,导出了大气潮引起的地壳应变和地倾斜公式;使用北京塔院井的水位观测资料结合当地的气压资料,分析了气压变化对深井水位的影响.理论计算和实测资料的分析结果基本相符,特别是两种结果都得出S2大气潮引起的体膨胀约为S2固体潮体膨胀的20％.     

自转微椭、非均匀地球的潮汐变形

鉴于当前国际上关于自转微椭、非均匀地球（ＳＲＥＨＩ）的固体潮汐响应的结果之间存在明显分歧,特别是Ｌｏｖｅ数ｋ及重力潮汐因子δ对纬度的依赖情况截然不同,本文借助于摄动法与张量正则分量的广义球谐展开建立起来的侧向非均匀、自转微椭、粘弹地球的潮汐模拟理论,计算了ＳＲＥＨＩ地球的潮汐形变及相应的引力位变化．结果表明,描述径向位移的Ｌｏｖｅ数的纬度依赖部分系数ｈ＋与球对称部分ｈ０＋δｈ０之比不大于１．０‰;对Ｏ１波为０．２７‰;对Ｍ2波为０．１９‰;对Ｍ3波为０．４９‰;对Ｍ4波为０．８８‰．描述地球引力位变化的Ｌｏｖｅ数的纬度依赖部分系数ｋ＋与球对称部分ｋ０＋δｋ０之比小于３．０‰;对Ｏ１波为２．６７‰;对Ｍ２波为１．８９‰;对Ｍ３波为２．２４‰;对Ｍ４波为２．７０‰．     

The synthetical elastic characteristic parameters of earth tide and its abnormal precursor evolution

This paper intends to analyze synthetically a physical property of the crust using tidal observations. We regarded Love number that can describe both micro deformation and elasticity of the crust in tidal observation as a physical and mechanical parameter. Synthetically inverse and calculate Love number on the earth surface using actual tide data included tidal linear strain, plane strain, volumetric strain, tilt, gravity and water level. Research seismic mechanical process and its precursory abnormality of a region based on the variation of Love number. In this paper, a feasible way and method to synthetically calculate the second-step Love number on the earth surface is discussed and determined by tidal theory. Love number h ₂ in the boundary region of Sichuan and Yunnan province is practically calculated using tidal observations, and the precursory anomalous variation of the Lijiang earthquake (M _s=7.0, February 9, 1996) is analyzed. The result shows that large-scale Love number anomaly in the Sichuan-Yunnan region began from 1994. The anomaly moves from south to southeast, north and northwest in the region, and the epicenter is an anomalous empty. Finally, the anomalous area was concentrated to Lijiang and Yongsheng located northwestern Sichuan-Yunnan region on December 1995, and the epicenter area in future is drawn out clearly. This study is supported by the project of State Science and Technology Commission of China during the “Ninth Five-Year Plan”. Project No. 96-913-01-01-05.     

上地幔各向异性介质对固体潮及负荷潮的影响

讨论了上地幔各向异性介质中的潮汐运动方程,根据Deiewonski提供的地球模型参数,利用经典的Runge－Kutta数值积分方法,计算了固体潮勒夫数和负荷勒夫数．结果表明,考虑上地幔介质各向异性与否对固体潮勒夫数的影响较小（约为0．06％）,而对负荷勒夫数的影响较大（2．5％）,进一步说明了中低阶负荷勒大数对上地慢介质特性的敏感性．