成层自重弹性-粘弹性半空间内膨胀源引起的地表形变和重力变化s

研究了两个弹性层覆盖于一个Maxwell半空间模型内膨胀源(Mogi模型)引起的地表形变和重力变化．着重研究了数值计算方法和Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的影响．研究结果表明，Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的空间分布和量级都有影响，尤其当源处于岩石层的地壳以下时，介质流变特性对位移和重力有较大影响；当膨胀和岩浆侵入地壳内时，半空间流变特性的影响较小．并且，地表重力与垂直位移的比值不是常数，而是随时间变化．本文的模型和数值方法，可以用于模拟火山区、地壳隆起区、地震区和地热场等长期地表形变和重力观测结果．      

表面垂直位移和重力变化引起的大地水准面形变

在涉及表面垂直位移的地球物理正演和反演问题的研究中,表面真垂直位移等于表面视垂直位移和大地水准面高变化的和.本文从广义Bruns公式、广义stokes公式和广义Ve-ning-Meinesz公式出发,导出了用表面垂直位移和重力变化确定大地水准面形变的公式.讨论了表面垂直位移和重力变化对大地水准面高变化的影响.在此基础上,给出了表面荷载源、几种不同充填介质的膨胀源和位错源所引起的大地水准面高变化对视垂直位移影响的数值结果,分析了局部地球物理事件引起的大地水准面高变化的特点.最后给出了使用辽南地区的实际观测资料确定的局部大地水准面高变化以及对视垂直位移影响的计算结果.     

表面垂直位移和重力变化引起的大地水准面形变

在涉及表面垂直位移的地球物理正演和反演问题的研究中,表面真垂直位移等于表面视垂直位移和大地水准面高变化的和.本文从广义Bruns公式、广义stokes公式和广义Ve-ning-Meinesz公式出发,导出了用表面垂直位移和重力变化确定大地水准面形变的公式.讨论了表面垂直位移和重力变化对大地水准面高变化的影响.在此基础上,给出了表面荷载源、几种不同充填介质的膨胀源和位错源所引起的大地水准面高变化对视垂直位移影响的数值结果,分析了局部地球物理事件引起的大地水准面高变化的特点.最后给出了使用辽南地区的实际观测资料确定的局部大地水准面高变化以及对视垂直位移影响的计算结果.     

气压变化引起地表垂直向位移的估计：与汪福田同志商榷

本文利用理想的弹性半空间及Guterberg水平层状地层模型,估算出10hPa气压在半径100km圆心处,引起地表垂直向位移变化,它的量级很小,只有几毫米。     

基于直立长方体模型的山体隆升与重力变化关系数值模拟

基于形变与密度变化耦合运动理论,利用时变场内重力垂直梯度的计算方法,采用直立长方体模型,根据青藏高原平均降升速率,模拟计算在艾黎地壳均衡模式下,地表形变所引起重力及其垂直梯度的变化。结果显示,在山体抬升过程中,伴随着地表的隆升,重力值亦逐渐减小,导致其减小的原因为介质体密度减小与测点的高度增加。伴随着山体最高点抬升了5 cm,在最高点处重力变化为-14μGal,对应的重力梯度约为-2.6 E。重力垂直梯度与静态场重力梯度存在一定的差异,其原因为在重力梯度场中加入了时间效应。     

应用GPS监测城市地表形变的初步分析

根据实例,总体介绍了用ＧＰＳ监测城市地表形变的观测及数据处理方法,首先根据ＧＰＳ获得的基线结果进行３维自由网平差,由定期观测获得了各个监测点的水平位移和垂直位移。然后针对城市监测范围较小,在将其按照矩形格网划分后,给出了两种拟合方法;线性内插法和多面函数拟合法。据此,计算获得了城市地表的水平位移场和垂直位移（沉降）面,并对两种方法获是的结果作了比较。根据计算结果绘制了水平位移场、垂直沉降面及其等级     

粘弹性分层和重力作用对地震形变场数值模拟的影响

弹性半无限空间模型程序(Okada)经常被用于计算同震形变,但该程序不能考虑岩石分层和重力作用对变形的影响,也无法考虑震后粘弹性变形.本文利用汪容江考虑分层、重力作用的粘弹性模型程序(PSGRN/PSCMP),讨论走滑和倾向滑动断层的几种情况,并与Okada模型进行比较.结果表明重力影响不大,分层作用的影响要大于重力作用的影响;考虑重力和分层可给出更好的结果;粘滞系数的大小对震后形变曲线的形态和幅度都有很大的影响,涉及震后形变的问题考虑粘滞性是非常重要的.     

利用GRACE卫星重力资料解算气候驱动的地表周年垂直形变

卫星重力和GPS测量技术可以监测地表流体(大气、海洋和陆地水)质量季节性迁移引起的地表周年形变;与陆地水等地表流体模型综合模拟的地表形变相比,卫星重力的形变监测结果避免了模型的精度不确定性带来的误差.本文利用前60阶GRACE卫星时变重力资料和“去相关”、组合滤波两类滤波方法分别解算了中国及邻区的地表季节性垂直形变,并与区内42个GPS台站上观测到的季节性信号进行了比较,发现采用“去相关”滤波方法处理后的结果优于采用组合滤波处理后的结果.文中采用“去相关”滤波方法,GRACE解算的周年垂直形变的振幅、相位和GPS结果总体上一致;少数站上GRACE和GPS得到的振幅或相位相差较大,主要因素可能与GPS解算策略、GPS观测资料的连续性或局部大气、水文过程等地球物理因素有关.在中国及邻区的陆地上GRACE解算的周年垂直形变的振幅最小值出现在TASH台站东南,约1×10-3 m;最大值出现在恒河—澜沧江流域,可达10×10-3 m.文中的结果证实了在中国及邻区可以用GRACE卫星重力这种新手段监测大尺度的地表周年垂直形变.     

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，志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度，给出了模拟计算实例。     

不同产状断层错动的地表重力变化和形变

根据点源位错引起的地表重力变化和形变的理论公式,应用数值算法求得半无限空间任意产状断层位错在地表的重力变化和形变．计算结果表明,产状和位错方式是决定断层的地表重力和形变效应的基本因素．铲式断层活动的地表重力和形变效应与矩形断层相比有显著差异．断层位错引起的重力变化、垂直形变、视垂直形变的图象特征相似．根据重力变化和形变的特殊图象特征,有可能从观测资料中提取断层活动引起的重力变化和形变信息,判识和估计发震断层的几何学和运动学特征．      

长宁地震前后重力变化和地壳垂直形变特征及其关系

为研究2019年四川长宁地震前后地壳内部物质的运移过程,文中利用流动重力和GNSS资料对地震前后的重力变化特征、地壳垂直形变及其关系进行了深入分析。地震震中处于重力变化正、负异常的梯度带上,并在地震前后呈现明显反向。小波多尺度分解表明,浅部的离散性局部变化特征明显,深部的趋势变化特征显著。震中周边4个站点的重力变化与地壳垂直形变的关系与近似规律不一致。长宁震区长期的动力是青藏高原的物质在深部向四川盆地南边界运移的结果。在震中及周边区域的地表浅层可能存在一些空洞或气囊等空间,在地震前后出现气体、液体或高密度物质流失和填充的现象。结合前人对长宁地震发震机制的研究成果分析认为,该区域的采盐、采气及废水回注等因素可能是触发四川长宁地震的原因之一。     

点位错引起的单层密度变化

采用求解地壳单层密度变化的一般公式，导出其平面近似公式并给出了相应的数值计算方法。在此基础上，将点位错引直民的地表形变和重力变化同时解析延拓至Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上，得到了点位错引直民的地壳单层密度变化的图像。     

温度变化对我国GPS台站垂直位移的影响

地表温度变化可以引起GPS台站上安装GPS天线的地表水泥墩内部温度变化,还可以通过热传导的方式引起GPS台站基岩温度变化,从而引起GPS台站垂直位移变化.在中国区域,由GPS台站基岩温度变化引起GPS台站垂直位移变化的周年振幅最大可以达到1 mm;在长江以北地区,此周年振幅一般大于0.5 mm.在我国地壳运动观测网络中的23个GPS基准站中,温度变化对GPS台站垂直位移总影响的周年振幅最大值为2.8 mm,其中13个GPS基准站垂直位移的周年振幅变化大于1 mm.因此,温度变化是引起GPS台站垂直位移周年变化的一个不可忽视因素.     

利用GPS与环境负荷形变数据研究台风引起的垂向地表位移

台风造成的强降雨、低气压、海面高度变化均会引起地表的形变.本文利用中国大陆构造环境监测网（陆态网）7个GPS台站每日的垂向位移和环境负荷形变模型分析2018年9月10—26日台风"山竹"期间不同负荷引起的区域垂向地表形变.结果表明,台风期间大气负荷和非潮汐海洋负荷垂向形变最大分别达到5.1 mm和-9.2 mm.模型能较好地反映河流区域地表水文负荷变化造成的垂向形变,但不同模型之间存在系统偏差.由于缺少地下水等信息,模型反映负荷长期形变效应的效果不佳,且形变的量级明显小于GPS观测的结果.迅速增加的水文负荷使北海GPS站从开始下沉到最低点（-15.6 mm）5天的下沉量达到25.7 mm;珠海、广州GPS站均观测到河流汇水作用造成地表的二次下沉,且珠海站一周后才抬升到正常位置;湛江和北海GPS站能较好地反映河流水位变化,相关系数分别为-0.66和-0.50.研究结果表明,相比于形变模型,GPS能更有效地监测台风短期水文负荷形变,可为台风洪水等灾害监测与预报提供有用的信息.     

地下水径向稳定混合流单井排放诱发地表位移的精密计算

基于地下水径向渗流单井排放诱发的地表位移的一般公式，结合地下水径向稳定混合流的降深表达式，导出了在均质含水层潜水井和承压井两种情况下的地下水稳定混合流单井排放诱发地表位移的解析表达式，讨论了所求表达式的数值积分计算方案，并以２０个节点的Ｈｅｒｍｉｔｅ求积公式编制了计算程序，并以实例验证了本文方法的可行性。本文研究为在地下水稳定混合流场地区进行高精度动态大地测量时定量考虑地下水排放产生的地壳形变影响     

岛弧构造的垂直形变场与水平位移场及其构造运动和地震活动特征

本文根据水平构造应力作用，推导了弧形构造的理论垂直形变场、水平位移场和应力场，进而对全球性的岛弧构造带在构造运动、地震活动和震源机制等方面的特征给出了新的解释；提出岛弧等弧形构造主要是在弧形构造位移场、应力场作用下逐渐形成的，而大洋板块的俯冲作用是次要的。     

首次观测到的由地震引起的绝对重力变化

首次用绝对重力测量观测到明确的同震重力变化。恰好在1次M6．1地震的前1天和震后7天进行了绝对重力测量。观测到的绝对重力变化为－6μGal,显著地大于约1μGal的观测误差。特别有意义的是，所观测到的空间重力变化与仅用位移数据建立起来的弹性位错模型预测的结果非常一致。该结果强烈地激励我们对重力和位移同时进行反演，以更好地了解地震。     

阶式断裂错动所引起的地表位移与应变观测效应

大的走滑断裂带,如鲜水河断裂,是由主干断裂及与其相伴的若干阶式(或平行)断裂组成。这种断裂的几何形状影响到断裂周围的应力、应变分布。本文利用三维位错理论分析了右旋左阶和右旋右阶断裂错动与单一断裂错动所产生的位移场及应变场的差别。计算结果表明,阶式断裂错动造成的地表效应与单一断裂的相应效应的图象有着不可忽视的区别。左阶断裂活动引起断裂重叠区的地表隆起及错动方向的线应变和体应变的压缩;而右阶断裂错动造成重叠区地表下沉和错动方向的线应变及体应变的膨胀。这两种阶式断裂的重叠区均是水平位移方向变化的转换区,而且这两种断裂周围的位移、应变图象要较单一断裂的图象不规则得多。