GRACE卫星重力在地震研究中的应用进展

地球重力场恢复与气候实验卫星(GRACE)在运行期间提供了大量的地球时变重力场观测数据,在大地测量、地球环境变化等领域有非常广泛的应用.在固体地球科学研究中,GRACE重力场数据被广泛应用于天然地震研究,由于地震过程中存在大范围的质量迁移,大型地震引起的重力变化可以被GRACE卫星探测到.同时GRACE记录的地震同震及震后长期的重力场变化对反演地震震源参数也起到了帮助作用.本文从GRACE卫星重力场在地震研究中的应用出发,在回顾了GRACE卫星重力在地震应用的主要进展的基础上,总结了以地震研究为应用目标的数据处理方法与流程,为地震同震及震后卫星重力数据处理提供了技术思路.本文结合前人在2004年M_W9.3苏门答腊地震、2010年M_W8.8智利地震、2011年M_W9.0日本东北地震的研究成果,针对地震重力变化的同震观测、震后观测、间接观测等领域,总结了GRACE卫星重力的主要应用进展,提出了其中涉及的GRACE数据处理与地震综合解释的主要研究问题.在总结技术研究进展的基础上,本文以2004年M_W9.3苏门答腊地震为研究对象,对GRACE卫星重力数据序列进行处理,得到该地震的同震重力变化特性,并以此为基础进行了地震同震重力变化的特征分析.在回顾和总结的基础上,本文结合GRACE-Follow on计划的优势,提出未来GRACE卫星应用于地震研究的发展展望.     

360阶地球重力场模型DQM94A及其精度分析

介绍了适用于中国地区的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ．精度分析结果表明，应用局部积分改进的谱权综合法计算的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ，在表示中国境外地球重力场时，与用改进的基本模型ＯＳＵ９１Ａ精度相当；表示中国及其周边地区地球重力场的精度如下，用模型计算的３０＇×３０＇和１°×１°平均重力异常与相应实测结果较差的均方根基分别为±９．３０×１０^－５ｍ／ｓ２和±７．６５×１０^－５ｍ／ｓ２，在中国３７个ＧＰＳ点上，由ＤＱＭ９４Ａ计算的大地水准面高的精度为±０．８８ｍ．     

360阶地球重力场模型DQM94A及其精度分析

介绍了适用于中国地区的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ．精度分析结果表明,应用局部积分改进的谱权综合法计算的３６０阶地球重力场模型ＤＱＭ９４Ａ,在表示中国境外地球重力场时,与用改进的基本模型ＯＳＵ９１Ａ精度相当;表示中国及其周边地区地球重力场的精度如下,用模型计算的３０＇×３０＇和１°×１°平均重力异常与相应实测结果较差的均方根基分别为±９．３０×１０－５ｍ／ｓ２和±７．６５×１０－５ｍ／ｓ２,在中国３７个ＧＰＳ点上,由ＤＱＭ９４Ａ计算的大地水准面高的精度为±０．８８ｍ．     

基于模型降阶的贝叶斯方法在三维重力反演中的实践

三维重力反演是地质工作者了解地球深部构造,认知地下结构的重要手段.按照反演单元划分,三维重力反演有离散多面体(Discrete)反演和网格节点(Voxels)反演两种方式.离散多面体反演由于易于吸收先验地质信息得到的理论场能够很好地拟合观测场,因此,在实际重力反演中更受欢迎.目前离散多面体重力反演中初始模型的建立方法繁杂不一,实际应用受到很大的限制.本文本着充分挖掘利用先验信息和重力观测数据得到丰富可靠的反演结果这一原则,以离散多面体反演技术为基础,改进建模过程.在初始模型的建立中,吸收贝叶斯算法优势,采用隐马尔科夫链改善朴素贝叶斯方法的分类效果,通过最大似然函数算法求解,再采取模型降阶技术,固定所建模型中几何体的形态或密度,达到在几何体形态(x,y,z)、密度(σ)和重力值(g)五个参数中降低维数目的,从而减小高维不确定性和正演的计算量,由此反演计算的地质体密度和分布范围相对更准确,更利于重现重力模型结构.通过单位球体和任意形态几何体模拟实验,以及安徽省泥河矿区三维重力反演实践,得到非常接近实际的密度或重力值,大幅提高了三维重力反演的精度和效率,说明该方法是有效、实用的.     

青藏高原均衡重力异常研究

根据重力异常图等有关资料，研究了青藏高均衡重力异常的分布特征与地质构造、地壳新构造运动产间的关系，结果表明：（１）高原内各块体的均衡状太民并不均一，而且异常幅值大小与地壳的相对隆起或沉程度相关；（２）高原均衡异常同强地震分布有较密切联系。     

绝对重力测量的进展及其研究动向

本文介绍了绝对重力仪和绝对重力测量的进展,提供了最近十几年来国际上绝对重力测量进行比对的结果。根据有关先进国家的研究计划,分析和讨论了绝对重力测量的发展趋势。     

绝对重力测量的进展及其研究动向

本文介绍了绝对重力仪和绝对重力测量的进展,提供了最近十几年来国际上绝对重力测量进行比对的结果。根据有关先进国家的研究计划,分析和讨论了绝对重力测量的发展趋势。     

重力水平梯度及其在地震重力前兆中的研究初探

首先根据水平无限长圆柱形地质体的理论重力异常,在频率域使用余弦变换法,通过位场变换计算了水平方向的重力梯度,并与理论重力梯度做比较,发现余弦变换法计算得到的水平重力梯度是可靠的。其次,使用频率域中的余弦变换法计算了2010年9月至2012年10月芦山地震前的累积重力水平梯度,并求得沿龙门山断裂带走向和垂向的重力水平梯度。结果表明:沿断裂带走向和垂向的重力梯度能够以明显的条带状更好地显现出重力在断裂两侧的相对变化,并且芦山震中位于重力梯度高值区的中间地带;重力水平总梯度变化显示,在理县—芦山一带、康定—石棉一带为重力梯度高值区,且高值区位置及走向与区域断裂构造基本重合,并在理县、康定以及石棉附近重力水平梯度值为极值区。     

均衡模型在莫霍面反演中的应用综述

莫霍面是重要的地质与地球物理界面,对其深度分布的研究是地球物理领域的重要内容.莫霍面深度分布与地球均衡重力场之间有重要关系,但长期以来部分研究人员在使用重测-均衡方法探究莫霍面深度时或多或少地忽视了参考均衡模型的重要性,造成了均衡补偿模式理论发展与重测-均衡方法研究莫霍面深度之间的不同步.本文介绍了世界上常用的几种均衡补偿模式当前的发展状况,对均衡解释中的一些争议问题和应用性问题进行了讨论,并针对莫霍面深度反演问题,指出了传统重测—均衡方法尚需进行的改进,并从五个方面阐释了均衡理论对传统反演方法的贡献,并探讨了下一步可继续探究的方向.     

常重力模型实验在模拟断层错动中的应用

断层错动是否会对工程造成影响是工程建设无法避开的问题,实验研究是解决这一问题的有效途径之一.常重力模型实验是指在自然环境1g条件下的模型实验,被普遍应用在模拟不同类型断层错动产生的地表变形破裂研究中,并获得了较为丰富的研究成果.文中系统地梳理了常重力模型实验在模拟断层上覆土体破裂研究方面的应用历史与现状,研究了不同因素...     

青藏高原东缘重力导纳模型均衡异常时空特征

青藏高原东缘地处南北地震带,在卫星自由空气重力异常图上对应明显的正负异常梯级带变化特征,沿着异常梯级带分布多条深大断裂,属于构造单元的边界区域.本文利用重力导纳分析方法,计算了该区重力导纳模型均衡异常背景场;通过与Airy模型和弹性板模型的均衡重力异常特征对比,结合地震活动性分布特点,评价均衡重力异常计算结果和选择计算...     

略论重力在建立全球垂直基准中的作用

全球垂直基准与地球科学一全球变化的关系甚为密切,至于重力在其中的作用似乎应该到到进一步重视。为此,介绍了重力在确定高程,精化大地水准面中的作用和现状,研究和讨论了重力大地水准面的误差及可能达到的精度,阐明了精确确定Ｗ０,Ｕ０以及研究了重力场随时间变化在ＧＶＤ中的作用。     

东北地区重力均衡异常特征的初步研究

本文利用地面实测重力资料和地形高程资料,采用普拉特-海福特(Pratt-ttayford)重力均衡理论模型,取1°×1°方格网,通过使用现成改正表格查取改正值与个别计算点用理论公式计算作校核的方法,计算了我国东北地区75个计算点的均衡重力异常值;并对局部第四系覆盖较厚地区作了第四系密度改正;在此基础上,构制了我国东北N39°—49°,E121°—131°大部分地区的均衡重力异常图;结合区域布格重力异常和区域空间重力异常特征以及莫霍界面的起伏特点作了对比分析和讨论     

华北北部均衡重力异常的初步研究

本文利用地面实测的重力资料和地形高程资料,采用爱里-海斯于宁(Airy-Heiskenen)均衡理论模式,构制了华北北部N37°—41°,E115°—120°范围内的均衡重力异常图和1°×1°均衡重力异常图。并对该图进行了分析、解释,同时结合本区地质构造、现代构造运动以及地震活动性特点分别进行了讨论     

参数区域化在全球水文模型FLEX-Global中的应用

全球水文模型是从全球视角解决全球变化相关水资源问题的重要工具,但模型精度不高是长期困扰全球水文模型发展的瓶颈问题.为了提升全球水文模型径流量模拟的精度,本文基于水文模型参数区域化开发了全球水文模型FLEX-Globa1.FLEX-Global主要是以FLEX水文模型为框架,并耦合HSC产流模块进行净雨量计算,并用全球汇...     

重力均衡与天山的构造运动

通过分析重力异常的特征，并结合地壳上地幔的物质结构，研究了天山地区的重力作用和结构力源，探讨了重力均衡补偿与现代构造运动的联系，对未来构造活动的趋势做出判断。一些迹象表明，除了板块之间的水平作用力以外，地幔热物质的上涌也是影响天山地区构造活动的原因之一。     

重力技术在地球自由振荡检测研究中的应用

地球自由振荡是一种十分重要的地球动力学现象,用重力技术检测地球自由振荡,结合地震技术可为获得地球内部精细结构提供一种重要手段.本文概要综述了地球自由振荡理论研究的发展和重力技术检测现状,详细讨论了利用我国武汉超导重力仪检测到的地球自由振荡本征周期和谱峰分裂现象,结合我国实际情况提出了研究展望,旨在给出需解决的学科问题和相应的策略探讨.     

汾渭断陷带均衡重力异常研究

本文研究了汾渭断陷带均稀重力异常分布特征与地壳表、浅层结构、新构造运动和现代构造运动，以及均稀重力异常与地震活动性之间的关系。结果表明，局部均稀重力异常分布特征与出露地表的岩石密度和地质构造特征存在明显对应关系，区域均稀重力异常特征反映了本区新构造运动和现代构造运动不是朝着地壳趋于均稀方向发展，而具有反均稀力的特征；不同方向异常带交汇的地方，现今构造运动最强烈，是强震多发区。     

均衡重力异常与地震关系研究简介

本文简要介绍了均衡重力异常与地震关系的研究。在简述了四种均衡假说之后,着重介绍了我国和苏联、日本,印度开展均衡重力异常与地震关系研究的情况及其取得的初步结果。