基于GNSS数据的河北地区形变特征

利用河北及周边地区的GNSS观测数据,得到河北地区2010—2021年水平运动速度场;根据GNSS测站分布和地震危险性对河北地区进行分区,分别计算各分区的应变时序结果,总结河北地区应变结果的时空变化特征,并与其他前兆观测手段进行分析对比.结果表明:①在水平运动方向上,省内8个测站在全球参考框架下运动方向均为东南向运动,...     

GNSS垂向形变场信息提取的尝试

一定条件下GNSS流动复测资料可为我们揭示地形变提供必要的依托,但由于垂向分量观测误差较大而没有被恰当地利用。利用华北地区1999-2007年的4期资料,从形变场的连续变化角度出发,提出了利用多核函数进行解析与滤波的方法,理论与结：器表明：①可获得垂直运动场的数学解析;②可实现对垂向运动场不同层次的滤波与信息分离;③当流动测站具有一定的空间密度、一定数量的复测结果和时间长度则可获得较可靠的形变信息。最后利用华北地区GNSS流动观测资料给出了实际算例与初步分析结果。     

高噪声背景下GNSS垂向分量应用探讨

通过对部分GNSS连续站和全国多期GNSS区域站垂向复测资料的分析, 对如何提取和利用GNSS垂向分量在高噪声背景下的有用信息进行了分析研究; 结合地壳运动和地震孕育发生的机理, 进一步讨论了GNSS垂向分量应用于地壳运动与强震预测的可能性。 结果显示, GNSS垂向分量升降分布格局往往与大地构造格局和大地震孕育发生的区域密切相关, 在机理上存在内在的联系。 这些异常升降变化在精细的数据处理中通过某些要素的改正有可能被减弱或消除, 但这种要素的异常也很可能与大地震的孕育过程相关。 这一认识对地形变研究和大地震预测具有参考价值。     

潮汐形变短临异常图像及其时空特征

展示了潮汐形变观测记录到的12个震例31个异常图像,总结了震例异常的特点、形态、量级,分析了潮汐形变波异常的时空特征:主震震级MS≥5.9级时出现异常的可能性大,异常出现的时间多为震前0.1～6.5天,MS为5、6、7、≥7.9时,异常的有效监测距离分别为70、300、500、2000km。     

GNSS垂向分量用于地壳动态形变的研究

GNSS (GPS)对地观测技术在我国发展迅速,“中国地壳运动观测网络”和“中国大陆构造环境监测网络”等重大工程项目均将GNSS作为主要技术观测手段之一.目前GNSS用于地壳水平运动的监测比较成熟,精度高、应用广,产出了一大批基础研究和应用研究成果.     

基于GNSS观测的阳江地区形变特征分析

地壳形变监测与分析是研究区域构造活动性的重要手段.利用阳江地区GNSS观测资料,系统分析了各GNSS站点速度场、站点间基线时间序列及区域应变率场的数据;根据获取的阳江地区现今地壳水平运动状态,综合研究了阳江地区地壳形变特征.结果表明:阳江地区各GNSS站点水平运动方向都为东南向,与华南块体运动方向一致;东北部站点运动速...     

基于GNSS时空数据的瞬态无震蠕滑信息检测

利用分布活动断层带的GNSS位移时空序列,基于卡尔曼滤波和主成分分析,研究了一套集GNSS时空噪声处理与断层瞬态无震蠕滑信息时空分布检测于一体的方法.基于一阶高斯马尔科夫理论表述了瞬时蠕滑信息与时空噪声的运动状态方程,通过卡尔曼滤波提高了时间域信噪比;根据断层形变高空间相关性的特点,通过主成分时空分析,提高了空间域信噪比.模拟试验结果表明,当断层滑移引起的地表位移大小至少与噪声水平相当时,均可检测得到断层瞬态无震蠕滑时空分布及其滑移特征.以Cascadia慢滑移事件为例,清晰地检测到了两次无震蠕滑信息,分析其蠕滑特征与相关研究结果吻合.通过对滇西2011—2013年陆态网GNSS连续站数据的处理,分析发现了期间有微弱的震后余滑信息,主要表现在澜沧江断裂、红河断裂和小江断裂的南段.其时空分布特征与2011年3月24日的缅甸MW7.2级地震相对应.因此,得出了2011—2013年期间云南地区的断层活动可能与缅甸地震带有着密切的关系的结论.     

中国东北部及其邻近地区地震活动时空特征

我们通过分析日本东北部海沟强震、日本海中源和深源地震、中国东北部浅源地震以及阿穆尔板块周边地震的活动特征后发现,发生在上述广大地域上的不同类型的地震在时间上有很好的相关关系。仔细分析上述特征,同时考查亚洲部分板块之间的相互关系以及中、深源地震的震源机制结果后我们认为,太平洋板块通过日本东北部岛弧对阿穆尔板块的强烈推挤可能是这些地震的主要力源。在这一力源的作用下,阿穆尔板块发生屈曲。如果该假设成立的话,则我国东北部六级以上地震的线性排列,很有可能是这种屈曲的结果。     

基于GNSS观测资料研究云南地壳形变与地震的关系

以云南省内GNSS连续观测资料为基础,进行扣除区域内稳定基准点、滑动均值等数据处理绘制云南省内区域形变场运动速率时序图,分析在此期间发生的地震事件与地壳形变之间的关系.分析认为,当部分点位运动方向背离长趋势运动背景时,云南省内发生地震的危险性较大,为GNSS连续观测资料用于地震预测预报方面做出了探索.     

云南程海浮游植物初级生产力的时空变化及其影响因子

2016年4月-2017年2月,采用黑白瓶法研究了云南程海单点（码头点位）浮游植物初级生产力的垂直分布及其季节变化,同时基于全湖9个点位的现场调查和生产力垂向归纳模型（VGPM）估算并探讨了程海浮游植物初级生产力的时空变化及其主要影响因子.结果显示,码头点位的年均（均值±标准误）水柱（0~3 m）总初级生产力（GPP_C）、净初级生产力（NPP_C）和呼吸消耗量（R_C）分别为5.40×10³±0.64×10³、2.36×10³±0.63×10³和3.06×10³±0.82×10³ mg O₂/（m²·d）;不论春夏季（4-8月）、秋冬季（9月-次年2月）还是全年,码头点位的单位生物量GPP（GPP/Chl.a）和单位生物量NPP（NPP/Chl.a）的最大值和最小值均分别出现在水下0.5 m和3.0 m处.经VPGM估算,程海全湖的初级生产力（PP_eu）年均值为6.54×10³±0.30×10³ mg C/（m²·d）（2.74×10³~18.62×10³ mg C/（m²·d））.PP_eu的时空变化方面,春夏季是PP_eu快速上升的时节,秋冬季PP_eu的月变化则呈波动状态,春夏季与秋冬季PP_eu无显著性差异;PP_eu整体空间异质性较弱,仅在降水最为充沛的7、8月表现出南北向的异质性,这与降水条件和流域营养盐输入的空间异质性有关.回归分析发现,虽然程海PP_eu的主要影响因子具有季节异质性,但不论春夏季、秋冬季还是全年,浮游植物生物量均是重要的影响因子,水温亦是春夏季的重要影响因子.     

Upper crustal deformation characteristics in the northeastern Tibetan Plateau and its adjacent areas revealed by GNSS and anisotropy data

The northeastern part of the Tibetan Plateau is a region where different tectonic blocks collide and intersect, and large earthquakes are frequent. Global Navigation Satellite System(GNSS) observations show that tectonic deformation in this region is strong and manifests as non-uniform deformation associated with tectonic features. S-wave splitting studies of near-field seismic data show that seismic anisotropy parameters can also reveal the upper crustal medium deformation beneath the reporting...     

基于GNSS和定点形变观测分析日本Mw 9.0地震对黑龙江地区地壳形变的影响

结合GNSS和黑龙江地区定点形变观测,分析日本2011年3月11日Mw9.0地震对黑龙江地区地壳形变的影响.结果显示:日本Mw9.0地震引起哈尔滨站、绥阳站震后2年内运动速率明显增加(哈尔滨站增大4 mm/a,绥阳站速率增大6 mm/a);定点形变与GPS观测到的同震效应至少在4个台站多种仪器均具有较好的一致性;日本Mw 9.0地震不仅引起区域水平向应变变化,对垂直向也产生一定影响;长基线变化反映出日本Mw9.0地震引起的大空间尺度应变变化与黑龙江地区长期构造应力场背景一致,该地震对黑龙江地区地表应变积累可能有增强影响.     

Analysis of GAMIT/GLOBK in high-precision GNSS data processing for crustal deformation

The advances in satellite navigation and positioning technology and the worldwide establishment of continuous-tracking stations have greatly promoted the development and application of the high-precision Global Navigation Satellite System (GNSS). GAMIT/GLOBK, as a popular high-precision GNSS data-processing software, has been widely used in monitoring crustal deformation, tsunami, iceberg, etc. Based on the basic observations and various geophysical models processed by GAMIT/GLOBK, we analyze the influence of the correction of applied geophysical models, and describe the techniques of parameter estimation and accuracy assessment. In addition, taking the present crustal movement in the Chinese mainland and the M_W7.8 earthquake in Nepal as examples, we discuss the applications of GAMIT/GLOBK in crustal deformation monitoring and its future prospect.     

基于GNSS和InSAR约束的2021年玛多MS7.4地震同震滑动分布及应用

2021年5月22日青海省果洛藏族自治州玛多县发生M_S7.4地震,震中位于青藏高原中部的巴颜喀拉块体,这是近20多年来在巴颜喀拉块体周边发生8次M≥7级强震后,块体内部的一次强震,也是汶川地震以来中国大陆发生的最大一次地震,因此该地震的成因及周边地区未来的地震危险性值得重点关注.本文利用震后及时获取的39个近场流动GNSS观测,联合61个GNSS连续观测、Sentinel-1和ALOS-2 InSAR观测获取了本次地震精细的同震形变场,以此为约束,基于均匀弹性半无限位错模型,反演了发震断层的滑动分布,并计算了同震库仑应力变化.GNSS水平同震形变十分显著,断层南北两侧的GNSS点位,最大水平形变分别达0.7 m和-1.2 m,距震中200 km的测点仍有1 cm左右的同震形变.Sentinel-1和ALOS-2的升降轨InSAR同震形变场显示此次地震造成了约160 km长的地表破裂,最大视线向形变分别达0.9 m和1.2 m.同震滑动分布模型显示,发震断层由主段和次段组成,长度分别为170 km和20 km,主段倾向北,倾角85°,平均滑动角为-4.36°,表明玛多地震是一次典型的走滑型地震.次段倾向南,倾角68°,平均滑动角为-11.84°.地震破裂主要集中在0~15 km深度范围,最大滑动量为4.4 m,对应深度6.97 km.反演给出的矩震量为1.61×10²⁰N·m,对应矩震级M_W7.4.主发震断层上存在4个凹凸体,玛多地震是一次不对称双侧破裂事件.结合余震精定位、野外调查及地质资料,我们认为主发震断裂为昆仑山口—江错断裂,东部的次级破裂与主破裂机制不同.同震库仑应力结果显示,东昆仑断裂玛沁段应力有所增加(>0.01 MPa),处于应力加载状态,未来发生强震的危险性较高.     

中国大陆典型沉降区垂直形变图数据集

2015—2019年,由中国地震局第一监测中心牵头,自然资源部大地测量数据处理中心和武汉大学等单位共同完成科技部科技基础性工作重点专项,系统拯救、整编共享20世纪50年代以来全国垂直形变测量数据,编制不同时空尺度的地壳垂直形变图,为强震中长期预测、地壳动力学研究、地形变灾害研究与防控及相关的国民经济建设服务。本数据集内容为中国大陆典型沉降区垂直形变图,展示特定沉降区的地表垂直形变分布,为制定地面沉降防控措施提供依据。本文对数据集的数据采集和处理情况、数据要素项和时空范围、数据输出质量和准确度,以及数据的应用前景进行了介绍。     

经验正交函数分解在地壳垂直形变场分析中的应用

论述了应用经验正交函数分解方法分析地壳垂直形变场,处理分析了甘肃河西地区的实测资料,结果显示,地壳垂直形变场的第一典型场对中强以上地震发震地点的判定有重要意义;而地壳垂直形变场的时间权系数能够表示区域地壳运动的相对强弱,它可以作为区域地震危险性判定的时间判据。     

呼图壁地下储气库部分区域地表垂直形变机理研究

利用在呼图壁地下储气库开展的2013~2015年7期二等水准测量获得的高差数据,对受地表气井压力变化影响而发生的地下储气库地表垂直变形进行了分析。研究表明,呼图壁地下储气库区的地表变形除了构造成因引起的盆地下沉以外,其他成因有2个方面:一个是呼图壁地区的地下水超采影响着该地区的地表垂直变化;另一个是储气库集采气期间受井口压力变化影响的地表沉降,根据计算,储气库每MPa气井压力变化影响到的地表变化为0.625~1.125mm。     

首都圈地壳垂直形变与未来强震活动

据首都圈地区精密水准复测资料,分析了近10年来地壳垂直形变状态与特征。结果表明,北京、天津和河北等平原地区,由于过量开采地下水导致了大空间、大量级的地面沉降,从而无法获得这些区域垂直向构造运动信息。在首都圈地区能够获得构造运动信息的区域主要位于该地区的东北端和西区,东北端为唐山—遵化—兴隆以东和以北的区域,西区指太行山以西的区域。东北端区域整体表现为下降,下降速率为2~ 4 mm/a,但“北升南降”的运动格局没有改变。西区为整体隆升,隆升速率最大近10 m m/a,运动的时空分布从具有“南快北慢”特征的总体上升逐步转变为“北升南降”的有升有降。2001年是西区上述运动性质发生变化的分界线,并由此导致了延怀盆地及其附近的区域出现了比较明显的四象限分布的形变图像。尽管从规模和量级上略小于大同地震前孕震体的变形,但两者的运动图像非常相似,所以该区域可能成为未来强震的孕震地区。     

中国大陆强震孕育深处的变形模式

地震预测面临着地球内部的"不可入性"和大地震"非频发性"的问题,是极具挑战性且尚待解决的世界性科学难题之一(陈运泰,2009) .地震活动是断裂活动的直接体现,精定位的震源深度客观反映了断裂深部发生地震滑动变形的起始位置.断裂深部发生的慢滑动和重复地震等对揭示断裂深部行为具有重要的指示意义(Harris,2017).在...