河西重力变化的小波分解与地震活动关系的研究

讨论了小波分析在地震重力测量数据分析中应用的可能性，并采用基于样条函数的小波分析及其相应的Β小波分别计算了河西地区的重力变化资料，其结果如下：①小波分解可有效分离重力场时间变化的不同空间波长成分，更清晰地看清重力场变化与地震活动的关系。②河西地区重力资料分解结果表明：反映该地区浅部物质变化的重力变化高频部分和反映该地区深部物质变化的重力变化低频部分对永登Ｍｓ５．８级地震的反应不明显，而反映该地区中层物质变化的重力变化二、三阶小波分解结果对该地震的反应较明显。重力小波分解计算结果反映的密度变化深度与地震资料统计的震源深度基本一致。     

地球自转、断层形变与地震活动关系研究

对地球自转、断层形变和地震活动三者各自的活动性规律进行了比较,对三者之间的相关性进行了分析,得出了几点新的认识：1）地球自转速度变化与地壳形变相关,近30年来存在准10年周期的变化,但相关成分在总的形变信息中比重很小,呈弱相关;2）地球自转速度变慢、日长变长、华北地震活跃,据此认为目前华北处于非强震活动期;3）强震中短期前兆在形变资料中有较好的显示,但在地球自转资料中不会出现特定地震的中短期前兆异常;4）地球自转速度变化与地壳形变可能是同源关系,而不是从属关系,有互补性;5）华北最近的两个地震活动高潮期与地球自转变化的10年以上周期相关,认为地震活动与地球自转变化有关系,但不同区域会有不同的对应关系。同样是地球自转速度变慢,因不同区域地壳与地幔的耦合关系不一样,速度变化对不同区域地壳活动的影响也不同。     

华北地壳运动新特征

通过对华北地区GPS资料、垂直形变资料和山西断裂带GPS资料的综合分析，发现2001年的地壳运动与以前有一定的不同，主要表现为：①首都圈地区的垂直运动强度有明显的提高，并在京西地区形成了四象限形变图像。②山西断裂带北段水平运动与趋势运动几乎相反，以代县为中心，北部区段相对向东运动，南部区段相对向西运动。③华北地区1999－2001年水平运动的变化特征为：天津－大同地带差异性活动最为突出，失去了原有的左旋活动特征，并显示有东西向挤压的迹象；北京地区则表现为南北向挤压。这样的结果可能表明，华北目前存在着应力扰动或调整的行为。若这种行为持续作用，未来华北地区地震活动水平与强度将会有所提高，大同至天津之间的区域及以代县为中心的周围地区则可能成为未来中强以上地震活动的一个主体地区。     

中国大陆及华北地区地震资料的小波分析

基于地震活动为多尺度多活动这一观点，运用小波变换方法，以不同的小波尺度分析了中国大陆1900～2001年和华北地区1500～2001年M≥5地震的本尼奥夫应变资料，得到了各种层次地震活跃期和平静期，分析结果可信而又符合实际。对历史地震研究和地震危险性预测具有一定的参考价值。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据,扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后,得到该区域的GPS水平速度场,并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场,然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息,以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示,在区域应变场整体解算中,利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化,多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看,红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂,应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域;云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域;小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常,后期应予重点关注。
     

基于粘弹性球体地球模型的震后位移与重力变化计算软件

在考虑地球曲率、成层结构、可压缩性与自重的前提下,Tanaka等［1-2］提出一套较为完备的粘弹性球体位错理论,可计算全球任意位置由地震产生的同震与震后形变（含位移、重力变化、大地水准面变化）。Gao等［3］给出了与上述理论相匹配、界面友好的计算软件,能计算30个震后时间点对应的震后形变。本研究针对Gao等的软件进行改进,可计算震后任意时间点对应的震后形变。新软件由3个部分组成：1）与32个震后时间点相对应的32套离散格林函数数值框架;2）格林函数插值计算程序,可针对上述32套格林函数数值框架进行插值运算,输出任意震后时间点对应的格林函数数值结果;3）积分计算程序,调用上述格林函数数值结果,计算任意类型地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。一般情况下,使用者只需按要求准备辅助文件,提供发震断层模型和观测站位置信息,以及震中周围地区地幔粘滞性因子,先后运行格林函数插值计算程序和积分计算程序,即可计算出目标地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。本文基于粘弹球体位错理论与弹性球体位错理论,分别计算2011年日本MW9.0地震引起的远场同震位移,2套结果的高度一致性证明了新程序的正确性。最后,介绍需要注意的若干事项,便于使用者掌握该软件。     

2016年门源Ms6.4地震前祁连山周边断层活动分析

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料,利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算,从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征,揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常,150~300 km内的异常以趋势变化为主;2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征,海原断裂上异常有所增多,此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似;3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远,容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示,地震震中位于形变积累的高值区。     

云南腾冲地区地震的潮汐应力触发作用

选用云南腾冲地区2009～2019年地震目录,采用Schuster检验方法分析地震活动的潮汐相位角分布特征,并结合2019年地震活动与月相的对应关系,探索腾冲地区的地震活动与天文潮汐应力可能存在的关系。Schuster检验结果显示,腾冲地区的地震发生时刻存在优势潮汐相位角,Schuster检验P值远小于5%;2019年地震的发生时间与朔望呈现一定的对应关系,尤其是中强地震发生时其月相效应更明显。2种统计检验均表明,腾冲地区的地震活动与天文潮汐有一定的相关性,且主要是较浅的地震活动受到天文潮汐的调制作用。     

川滇地块边界构造带形变速率变化与成组强震

利用川滇地区1982－2001年断裂带附近的短水准，短基线，连续蠕变场地每年定期复测的观测资料，计算各场地的形变年速率值及随时间的变化曲线，分析川滇地块主要边界构造带水平或垂向活动状态及与地震活动的关系。结果是：现今滇西地区和滇东南地区形变反映的构造活动剧烈；川滇地块东测边界带，由曲江，小江至鲜水河断裂带自南而北现今水平形变量逐渐减小；鲜水河断裂带，小江断裂带，龙门山断裂带每年垂向变化速率值小，而安宁河－则木河断裂带变化幅度相对较大；多个地震构造带附近的一些形变场地呈现形变速率的陡变则往往是成组强震发生的前兆。     

云南地区断层活动特征及与地震关系研究

利用云南地区1982~2013年跨断层基线和水准观测资料,计算走滑量和张压量及其累积变化量,并结合7级及以上地震进行分析。结果发现,云南地区断层活动在时间上存在明显的分段特征,在空间上活动程度也不一样;断层与地震的关系主要表现为震前断层活动增强,同震使断层活动改变,震后断层活动也会存在减弱或增强。     

小波分解-STFT方法在地形变观测数据中的应用

把小波分解与短时傅里叶变换（STFT）相结合,实现了对信号高频部分和低频部分的精细分解,同时给出信号高频部分的时频谱,结果直观明确,计算过程简单。这种方法不仅可以作为连续形变观测数据的常规分析方法,也可用于其他连续观测数据的分析。     

利用小波变换方法分析跨断层形变异常

为了从跨断层形变观测资料中获取中强地震的前兆异常信息，运用二进小波变换方法和噪声与信号的定量识别方法，分析了不同尺度的小波变换的细节信号变化特征。研究结果表明：(1)不同尺度小波变换分解的细节信号显示出不同的时变特征。当尺度为1时。细节信号主要为噪声；尺度为2、4、5时，细节信号主要为非平稳信号；尺度为3时，细节信号主要为平稳周期信号；(2)每月观测一次的跨断层形变资料在尺度为3时的细节信号有较好的年周期特征；(3)当尺度为3时的细节信号变化超出2倍均方误差时，测点周围200km左右范围内发生中强地震的可能性很大。     

利用布格重力资料研究华北裂陷盆地地壳结构特征

通过对华北地区1∶50万布格重力资料进行小波多尺度分析,得到自地表至莫霍面不同空间尺度范围内地质体产生的重力异常。讨论各阶小波变换细节特性及相应地质构造特征认为,华北裂陷盆地的隆起、坳陷与重力异常的高、低存在明显的对应关系,并给出了它们的下延深度。分析结果显示,华北裂陷盆地内深大断裂两侧岩石密度存在较大差异。采用帕克法反演得到华北地区莫霍界面深度在29～42 km范围内,在太行山与华北平原交界地区存在明显的地壳厚度变化梯级带。     

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地下水非稳定流排放诱发地表位移的精密计算

基于地下水非稳定流Ｔｈｅｉｓ理论，导出了地下水非稳定径向辐射渗流单井排放诱发的地表位移的解析表达式，阐述了计算方案，并以２０个节点的Ｈｅｒｍｉｔｅ求积公式编制了相应的数值积分计算程序，给出了模拟计算实例。在地下水非稳定流场地区进行高精度动态大地测量时，可按照这一计算方法，精密顾及地下水排放所诱发的地壳形变对测站的影响。     

基于提升小波的单历元GPS变形监测信号的去噪

介绍提升小波阈值收缩法去噪的基本原理和方法,利用该方法对含噪的GPS单历元变形监测数据进行去噪,提取真实变形信息。实际数据处理结果表明,相比第一代小波,提升小波变换去噪效果更好,计算速度更快。     

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小波分析方法在形变数字化资料处理中的应用

基于小波变换理论，提出了应用小波分析方法识别、消除数字化资料的干扰，提取不同频率信息的方法。结合实例，讨论了小波分析方法在识别与分离不同频率信息、提取趋势异常与短期异常等方面的应用。研究表明，小波变换是形变数字化资料分析处理的一种有效方法。     

日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明：距震源较近的IGS站（USUD）的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站（JLYJ）的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。     

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