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。     

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。     

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。      

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.     

全球Schwiderski海潮模型M2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M₂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M₂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M₂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.     

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.      

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.     

海潮K_1,O_1和S_2波负荷效应的综合研究

本文对海潮K_1,O_1和S_2分波对中国大陆重力、倾斜和应变的负荷效应进行了综合的研究和讨论,提出了一种倾斜潮汐椭圆表示法,它可以直观地表示地表潮汐倾斜的时空特征。文中绘制了中国大陆三个分潮波的负荷效应分布图,并对结果进行了讨论。     

全球Schwideski海潮模型K_1、O_1分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮

本文根据计算地倾斜负荷潮的积分Green函数方法,计算了全球Schwiderski海潮模型K_1、O_1分波在中国大陆产生的地倾斜负荷潮,绘制了K_1、O_1分波负荷潮椭圆及其长轴迹线,沿长轴方向分量的等潮时线,长、短半轴等值线诸地倾斜负荷潮参量在中国大陆境内的分布图,给出了它们的空间分布图象,为国内的地倾斜固体潮研究提供了重要的参考资料.     

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。     

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.     

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.     

Synthetic tidal parameters for gravity over China and its neighbor area

The synthetic tidal parameters with high spatial resolution for gravity over China and its neighbor area are con- structed with Earth’s tidal model and ocean tide loading calculated using TPXO7 global ocean tide model as well as tidal data over China seas. The comparison between synthetic parameters and ones observed by spring gravime- ters at some seismic network stations and Hong Kong station and one observed by super-conducting gravimeter at Wuhan station shows that the average differences in amplitude factors and phases are smaller than 0.005 and 0.5° respectively; and that the discrepancies between observational and synthetic parameters are dependent on gravim- etric technique in that the synthetic parameters are in well agreement with the superconducting gravimetric obser- vations. This also indicates that the synthetic result is a good estimation for tidal gravity, and the numerical results in the present paper not only can provide ground and space gravimetry such as absolute gravimetry with correction model of tidal gravity, but also provide effective tidal parameters over areas where no observation is carried out.     

北京地区最新重力潮汐结果及其在检测液核共振效应中的应用

利用中国计量科学研究院北京昌平基地iGrav-012超导重力仪最新观测资料,对其作仔细地预处理,根据调和分析方法精密测定了重力潮汐参数,基于负荷理论与卷积积分技术获得了包含HAM11a,DTU10,EOT11a在内的14个全球海潮模型的重力海潮负荷效应,利用近周日频段内潮波振幅因子的共振效应求解了自由核章动(FCN)的本征参数.调和分析结果表明,重力潮汐的观测精度非常高,标准差达到1.184nm·s-2.基于加汉宁窗的快速傅里叶变换方法获得地震频段的地震噪声等级(SNM)为0.206,说明该台站是低背景噪声的.周日主波O1和K1经海潮模型作负荷效应改正的平均有效性分别为83%和85%;使用13个高精度海潮模型进行迭积计算获得的FCN本征周期为430.0(427.8,432.3)恒星日,品质因子Q值为-5137.     

重力潮汐改正

高精度重力测量迫切要求提高重力潮汐改正的精度,本文应用现有的我国重力潮汐观测成果和海潮重力负荷改正计算结果,提出一组重力潮汐改正的实用计算公式。并且根据计算误差要求小于±1μGal的条件下,将我国划分为四个区,与合适的计算式相对应。此外,对近年来国外学者所提出的理论重力潮汐改正计算公式进行了评述,尤其对过去不曾注意的潮汐永久项（M₀S₀波）在潮汐改正中的影响进行了较详细的讨论。最后还对目前海潮负荷改正的精度提出了一些看法。     

Determination of gravimetric parameters of the gravity pole tide using observations recorded with superconducting gravimeters

In this study, the loading gravity effect of air mass changes calculated with the three-dimension (3D) meteorological data from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) are removed from superconducting gravimeter (SG) observations. The global hydrological gravity effect is computed and removed with hydrological data from the Global Land Data Assimilation System (GLDAS). Otherwise, the gravity influences induced by a theoretical self-consistent ocean pole tide and variations in length of day (LOD) are considered in the calculation. After removing the influences mentioned previously and also considering the long term trend in the data, a very nice linear relationship between the theoretical gravity pole tide and observed gravity residual (containing the observed gravity pole tide) for each of the selected 9 GGP stations we considered can be obtained. Therefore, the gravimetric factor of the gravity pole tide can be estimated with a simple linear regression. The results show that no clear phase lag is found between the theoretical gravity pole tide and observed gravity residuals from the nine SG stations.     

武汉九峰地震台超导重力仪观测分析研究

连续重力观测和GPS的技术结合能够监测到物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.和相对重力测量以及绝对重力测量技术相比,其避免了时间分辨率和观测精度低,无法精细描述观测周期内的物质迁移过程问题.本文利用武汉九峰地震台超导重力仪SGC053超过13000 h连续重力观测数据;同址观测的绝对重力仪观测结果;气压数据;周边GPS观测结果;GRACE卫星的时变重力场;全球水储量模型等资料,采用同址观测技术、调和分析法、相关分析方法在扣除九峰地震台潮汐、气压、极移和仪器漂移的基础上,利用重力残差时间序列和GPS垂直位移研究物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.结果表明:在改正连续重力观测数据的潮汐、气压、极移的影响后,不仅准确观测到2009年的夏秋两季由于水负荷引起的约(6~8)×10^-8m·s^-2短期的重力变化.而且在扣除2.18×10^-8(m·s^-2)/a仪器漂移和水负荷的影响后,验证了本地区长短趋势垂直形变和重力变化之间具有一致的负相关性规律.同时长趋势表明该地区地壳处于下沉,重力处于增大过程,增加速率约为1.79×10^-8(m·s^-2)/a.武汉地区重力梯度关系约为-354×10^-8(m·s^-2)/m.     

武汉台重力潮汐长期观测结果

采用武汉台超导重力仪(SG C032)14年多的长期连续观测资料,研究了固体地球对二阶和三阶引潮力的响应特征,精密测定了重力潮汐参数,系统研究了最新的固体潮模型和海潮模型在中国大陆的有效性.采用最新的8个全球海潮模型计算了海潮负荷效应,从武汉台SG C032的观测中成功分离出63个2阶潮汐波群和15个3阶潮汐波群信号,3阶潮波涵盖了周日、半日和1/3日三个频段.重力潮汐观测的精度非常高,标准偏差达到1.116 nm·s^-2,系统反映了非流体静力平衡、非弹性地球对2阶和3阶引潮力的响应特征.结果表明,现有的武汉国际重力潮汐基准在半日频段非常精确,但在周日频段存在比较明显的偏差,需要进一步精化.对于中国大陆的大地测量观测,固体潮可以采用Dehant等考虑地球内部介质非弹性和非流体静力平衡建立的固体潮理论模型或Xu 等基于全球SG观测建立的重力潮汐全球实验模型作为参考和改正模型,海潮负荷效应应该采用Nao99作为改正模型.