中国地震重力监测体系的结构与能力

利用分测线零漂改正方法和格值系数变化检测方法,对云南重力测区2014年两期CG-5重力仪观测数据进行了精细处理,获得了该地区重力场变化,并用绝对重力观测结果进行了验证。结果表明:（1）CG-5重力仪零漂率存在明显的随时间变化,C1169和C1170两台重力仪在第一期观测时间内呈近似线性的增大趋势,变化量达20×10^-8 m·s^-2·h^-1,第二期观测时间内则趋于稳定,经零漂改正后,观测数据联测精度明显提高;（2）C1170重力仪格值系数变化发生了明显变化,变化量约为-0.000 100;（3）经格值系数改正后,获得的重力变化结果与绝对重力观测结果更为一致,重力场变化图像更为清楚地反映了昭通-鲁甸断裂两侧的差异变化和鲁甸6.5级地震的发震背景,验证了大地震一般发生在与主要活动断裂一致的重力场变化正负转换带上这一结论,说明本文所用方法能有效消除观测数据中的系统误差,有利于真实重力场变化信息的获取。     

中国地震重力研究现状及其面临的挑战

高精度重力观测是地震学研究的一个重要手段,近年来在中国地震预测预报工作中发挥了重要作用。首先简要介绍了重力观测仪器的发展现状与分类,然后从重力观测网规模、重力数据处理流程、重力观测结果解释等方面对中日两国的研究现状进行了对比,并在此基础上系统分析了中国地震重力观测研究面对的挑战,力争为后续工作提供一些借鉴与启示。     

三峡地区流动重力差分变化及其特征分析

针对三峡地区复杂的地质构造背景及多年来该地区中小微震活动频发,呈现高频次、低震级的特征等问题,该文通过处理2013-2019年7期流动重力数据,得到2013年4月-2019年4月6幅流动重力场差分变化图,并结合2013年12月巴东Ms5.1级地震、2014年3月秭归Ms4.5和Ms4.9级地震、2017年6月巴东Ms4.3和MS4.1级地震及2018年10月秭归Ms4.5和Ms4.1级地震4次地震发震构造特征进行分析.结果表明:①三峡地区近7年来重力场差分变化呈现明显的正负变化区域,且分界线较明显;②结合4次地震震源分布,均位于重力正负变化分界区域,分析认为重力正负变化表明地下区域物质在挤压和扩张,交界区域容易引起局部地震;③区域流动重力测量对三峡地区中小震具有一定的监测能力.     

水文气象因素对中国北疆流动重力变化的影响

水文气象因素引起的重力变化是影响地震重力变化成果解释的重要因素。以中国北疆地区为研究区域,借助全球陆地数据同化系统（global land data assimilation systems,GLDAS）全球水文模型数据、大气模型数据,计算2016-01—2017-12时段内水文气象因素对研究区域的重力影响。计算结果表明,陆地水影响的年变化为1.3 μGal,两期陆地水影响空间分布的差异低于1 μGal;大气影响的年变化为8 μGal,两期大气影响空间分布的差异达到6 μGal。利用2016-04、2016-08和2017-06三期流动重力测量数据,对比扣除水文气象因素前后的重力变化,可以看出,在中国北疆流动重力数据处理中,大尺度水文因素可以不予考虑,气象因素应予考虑。同时,为更好分析流动重力变化,建议流动重力测量过程中同时开展测点附近的土壤湿度、大气气压等观测。     

日本MW9.0地震前GRACE卫星重力变化

利用GRACE重力卫星月重力场数据,通过去相关与高斯滤波等方法获取日本大地震震前震源区周缘年度、季度和年度差分重力变化,以及若干点位时间序列重力变化。分析结果表明：日本大地震前5年内在震源区周边出现了比较明显的卫星重力异常正负交替和迁移现象,至震前1～2年,震区周边形成了明显正负异常区,正重力异常区重力增加现象明显。点位重力时间序列分布指出日本MW9.0级地震前存在与1976年唐山地震类似的重力变化现象。反映出日本大地震震前震源区周边地下物质运动、质量迁移和能量积累等问题。     

华北地区长期重力变化监测

利用GRACE卫星重力资料,计算了华北地区的长期重力变化结果,利用6个测站的绝对重力观测资料,获取了测站的重力变化时间序列,同时获取了北京、泰安测站的GRACE卫星月重力变化时间序列。卫星重力观测结果显示华北地区地下水流失严重,绝对重力观测结果表明地面沉降严重。     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法.根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联.利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向.因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验.初步的试验结果也证实了该方法的有效性.     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法。根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联。利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向。因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验。初步的试验结果也证实了该方法的有效性。     

国内绝对重力观测比对

介绍2006年和2008年中国地震局地震研究所与国家测绘局第一测量大队绝对重力测量比对的概况,分析观测和比对结果表明,绝对重力仪FG5/214与FG5/232具有较好的一致性,二者几乎不存在系统误差.FG5/214与FG5/232具有较强的抗干扰能力,重复性很好,内符合测量精度为±(2～3)μCal.     

基于旋转模型的青藏高原重力变化研究

用数值模拟方法研究了地壳旋转运动与空间重力变化的关系,得出地壳划分的长方体的旋转运动引起的重力变化呈中心对称分布。青藏高原地区的研究资料表明,该区域绕青藏高原东构造存在顺时针旋转运动。文中结合该地区的数字高程以及GPS观测速率数据,计算了青藏高原块体旋转运动引起的重力变化,并与GRACE卫星重力观测结果进行了对比分析。     

用近邻权法推估重力异常

本文根据非参数回归理论提出了一种推估空间重力异常的方法,此方法不需要任何假定,计算简单。试算结果表明,其精度与现行的其它方法相符。     

汶川地震应急监测评估方法研究

以汶川地震灾害应急遥感监测评估过程为例,介绍了利用遥感技术等手段对巨灾灾情进行应急监测评估的技术方法,并重点对四川、陕西和甘肃3省受灾较重的152个县(市、区)进行了应急评估.结果表明,汶川地震房屋倒损严重,受灾人口分布点多面广,受灾程度总体上与断裂带分布呈明显对应关系,山区受灾重于平原,农村重于城镇.四川省汶川、北川、青川、绵竹等12个县(市、区)受灾极为严重,甘肃省文县和陕西省勉县等受灾相对较重,利用地面调查数据验证,证明了评估结果具有较高的准确性.提出了基于遥感数据研判、空间分析外推技术的自下向上、逐级汇总的应急评估技术路线,能够发挥遥感数据的优势,也能保证应急评估的时效性,同时有利于组织大规模协同运行与综合结果生成,具有良好的科学性和可操作性,特别适合于巨灾灾情遥感应急评估工作.     

从宏观区域场角度看地震预测

从宏观区域场的角度出发,运用GPS资料计算的应变场、强震前震中附近中小地震和地球自转速率季节性变化的关系,以及强震前中小地震震源机制的变化三种资料,来分析汶川8.0级地震前震中附近区域场的变化。     

流动重力空间插值方法比较

流动重力对于地震监测具有十分重要的指示作用,对其进行空间插值能获取其空间分布特征、弥补测站数据较少的不足。本文使用球面Kriging、反距离加权、改进的Shepard 3种方法对流动重力进行插值,从数据分布、插值点个数、插值分辨率、搜索半径（搜索点数）分析插值结果,并对结果予以验证。结果表明：①与球面Kriging、反距离加权法相比较,改进的Shepard方法对于流动重力的插值能取得较好的结果,当插值区域内流动重力样本点的变化较小、不存在异常点时,使用球面克里金插值会获得连续性好、平滑度较高的插值结果;②流动重力插值过程中要根据样本点分布特征、插值范围选取适当的分辨率;③对于地球要素插值,要充分考虑其地球物理构造性质及空间相关性和变异性。     

东日本大地震重力信号同震响应

对2011年3月11日日本本州东海岸附近海域Mw9.0级地震前后的观测重力资料进行了同震响应信号分析,给出了gPhone重力仪在大地震后的长周期地震面波和自由振荡的观测结果。震后12h数据经带通滤波后可以分辨出7个环绕地球传播的瑞雷波记录,在低频范围内(5mHz以下)检测到43个地球自由振荡基频振型及52个谐频振型,其分布与理论模型吻合较好。其中,在1mHz以下的低频段内观测到4个振型的谱峰分裂现象。     

地震监测中的精密水准测量误差分析

从地震监测中精密水准测量的实际工作出发,探讨了精密水准测量的误差来源,并逐一进行分析和提出解决办法。