GPS测得的汶川大地震同震位移

2008年汶川8.0级地震是建国以来破坏最惨重的大地震,是发生在地震前后GPS观测资料最多,震中在连续观测网中部及非连续观测站相当密集的地区.许多GPS连续观测站测得汶川地震同震位移.同震位移具有突变性和时间上的同步性以及变化幅度的显著性,是最确凿的与地震直接相关的地壳运动现象.震区外GPS连续观测站位移时间序列表明,此次大地震同震水平位移范围大,远离震中的许多地区观测到同震水平位移,与震前位移对比表现为弹性回跳.GPS连续观测站震前水平位移和同震水平位移过程揭示了此次地震震前大范围有显著变化的观测站水平位移与地震孕育过程的联系.但华北及邻近地区无明显同震水平位移.震中区外均未观测到明显的同震垂直位移.震区GPS站观测到的同震位移则主要为永久形变,不仅有大幅度的水平位移,也有幅度相对较小的垂直位移.本文研究了汶川地震同震位移的特点与机制,并由此进一步讨论此次大地震的成因、前兆地壳运动特征及其复杂性.     

Diurnal and semidiurnal atmospheric tides observed by co-located GPS and VLBI measurements

The tropospheric zenith total delay (ZTD) derived from very long baseline interferometry (VLBI) is an important parameter of the atmosphere, reflecting various atmosphere-related processes and variations. In this paper, ZTD time series of the IVS rapid combined tropospheric product (2002–2006) with a 1-h resolution are used for the first time to investigate the diurnal and semidiurnal oscillations. Significant diurnal and semidiurnal variations of ZTD are found at all VLBI stations. The amplitude of the diurnal cycle S₁ is 0.6–1.2 mm at most of the VLBI stations, and the amplitude of the semidiurnal cycle S₂ is 0.2–1.9 mm, which nearly accord with the surface pressure tides S₁/S₂ and co-located GPS estimated S₁/S₂. The results indicate that the S₁ and S₂ behaviors are mainly dominated by the hydrostatic component, namely pressure tides. In general, the semidiurnal S₂ amplitudes are slightly larger than the diurnal S₁. While S₁ shows no clear dependency on site altitude, S₂ has a regular distribution with VLBI site altitude. The results are in accordance with predictions of the classic tidal theory [Chapman, S., Lindzen, R.S., 1970. Atmospheric Tides, Gordon and Breach, New York].     

联合GNSS和InSAR观测位移反演2008年汶川大地震断层位错模型参数

利用现代空间大地测量技术,尤其是卫星合成孔径雷达干涉测量,能够获取高精度、高空间分辨率的同震和孕震形变,为地震断层形变和破裂机制研究提供了前所未有的机遇。本文介绍了利用大地测量观测数据反演地震断层位错模型参数的贝叶斯反演方法。联合运用2008汶川大地震前后GNSS和InSAR技术观测获得的同震位移,反演了地震断层的几何参数和滑动位错分布。研究结果表明,汶川地震的断层滑动主要集中在倾角较陡的浅部,同时包含逆冲和右旋走滑,其中最大逆冲6.1m,最大右旋6.5m。根据断层滑动分布正演计算得到的上盘同震位移明显小于下盘,预示该断层两侧孕震形变可能存在较大的不对称性。     

攀枝花6.1级地震前南山地震台的形变异常分析

2008年8月30日的攀枝花仁和—凉山州会理间6.1级地震前,距离最近的攀枝花南山定点形变台多套仪器监测到了明显的异常变化。本文对此次6.1级地震前的多套形变仪器记录异常作了总结研究,各套仪器监测在出现中期异常的同时,又存在短临异常。结果表明:南山地震台石英摆仪观测NS向分量存在趋势变化偏小异常的同时,又存在短期突变加速异常;长水管仪的异常变化表现为加速和转向变化;石英伸缩仪NS向分量的异常变化在震前两天出现,表现为原始记录曲线、整点值的畸变。结合历史震例总结显示:攀枝花南山台各套形变监测短临异常的开始或结束时间对台站周边未来地震的时间有一定指示意义,即异常开始后一至两个月内,在监测台站周边地区可能发生6级以上地震;各监测分量方向异常变化对台站周边未来地震可能的方位也有一定的指示意义;异常的变化幅度与未来地震震级关系不明显。     

Ionospheric anomalies detected by ground-based GPS before the Mw7.9 Wenchuan earthquake of May 12, 2008, China

In this paper, we used the vertical total electron content (VTEC) derived from ground-based GPS observations to examine the ionospheric variations during the Mw7.9 Wenchuan earthquake which occurred on May 12, 2008, in China. The final results showed that the ionospheric VTEC around the epicenter increased obviously 9 days before the earthquake, decreased significantly 6 days before the earthquake, and increased strikingly 3 days before the earthquake. Relative to a normal non-perturbed state of the ionosphere, the maximum anomalies in the 3 days exceeded 40%, 40%, and 70%, respectively. The spatial sizes of the VTEC decrement and increment by more than 30% extended larger than 1500 km in latitude and 4000 km in longitude. Moreover, the maximum anomalies 6 days and 3 days before the earthquake moved towards the equator.     

汶川地震后的几点思考

本文认真思考了汶川地震对防震减灾各环节的影响,主要观点有:(1)地震预报很难,但不能不搞。(2)搞好建筑物的抗震设防、避让活断层与山地灾害隐患,或适当治理山地灾害隐患是震前防御减灾的有效途径。(3)汶川地震的紧急救援绩效卓著,但还有提升潜力。     

汶川地震同震电离层扰动研究

利用中国大陆陆态观测网(CMONOC)的下关、 昆明和庐州GPS台站, 对汶川地震引起的同震电离层扰动(CID)进行研究。 通过对GPS原始观测数据进行处理证实汶川地震存在5个明显的同震电离层扰动(CID)现象。 根据GPS TEC时间序列和走时, 得到在电离层高度CID的水平传播速度为1.1 km/s, 属于震中区地表抬升引起的声波在电离层中传播速度; 同时, 也得到次一级CID传播速度接近0.7 km/s, 认为可能是重力波。 在此基础上, 利用射线追踪模型寻找震中位置发现, 当CID水平传播速度为1000 m/s时, 发震时刻对应的标准偏差能达到最小值19.55 s, 相应的CID起源位置是30.8°N, 103.15°E, 距离实际震中西南方向33.6 km。     

2008年汶川MS8.0地震前定点观测电磁异常回溯性分析

对2008年汶川M_S8.0地震周围定点台站观测的电磁异常的相关研究进行了简要的回顾分析,以期加深对汶川地震孕震过程中电磁异常的解读.震中周围8个地电阻率台站震前出现不同形态的异常变化,结合震后地电阻率变化形态分析,仅近邻地震破裂带的成都和江油台异常变化符合已有的地电阻率孕震异常机理.在4月24日和5月9日大致沿南北地震带出现两条南北走向的低点位移线,成都台地磁转换函数、谐波振幅比、帕金森矢量和垂直极化强度等主要反映了地下介质电性在震前出现的异常变化;断裂带附近的地电场和电磁扰动在震前出现波形畸变和能量增强,距离较远的西昌台阵和天祝—松山台阵内地电场也出现功率谱能量增加和裂隙渗透方位角扰动等短期异常现象,甚至沿龙门山断裂带NE方向1300km外的河北电磁扰动台网震前数月也出现自观测以来最大幅度的异常变化.

     

对汶川8.0级地震前四川地区地形变类观测异常的研究

研究给出四川地区跨断层短水准、短基线和固定形变台在汶川8.0级地震前出现的异常现象.四川地区跨断层流动垂直、水平形变观测场地观测,在汶川8.0级地震前出现中长期趋势异常的场地数为6个,1个为长期趋势异常,其余5个为中期趋势异常.异常观测场地比为6/31=0.19.其中,龙门山断裂带所在的川北地区有4处跨断层流动短水准观...     

DEMETER卫星观测到的与汶川地震有关的LF电场异常

本文利用法国DEMETER卫星观测的电场数据,获得了汶川地震前后约一个半月以16天为周期的LF频段(在本文定义为10~18 kHz)的平均功率谱密度准动态分布图像.发现昼侧10~14 kHz、夜侧10~18 kHz的电场平均功率谱密度的幅度在2008年5月12日发生的汶川地震前后存在明显变化:震前先明显增大,随后减小,在发震时段几乎达到最小,震后逐渐恢复并较震前增大.同时,分析了2006、2007年和2009年的LF频段的电场平均功率谱密度分布图像,发现无论是昼侧还是夜侧,它们的变化特征比较相似,但与2008年对应时段,特别是发震时段的电场平均功率谱密度幅度明显减小的变化有明显差异.这表明2008年5月12日前后出现的电场平均功率谱密度的明显变化可能与汶川地震有关.     

借助连续的GPS TEC测量记录到的地震前电离层异常

本文旨在通过全球定位系统（GPS）地面接收器得到的总电子含量（TEC）来研究地震发生前的电离层异常．利用连续15天的TEC中值和相关的四分位距（IQR）作为参考来识别1999年9月到2002年12月之间台湾地区20个M≥6．0的地震发生前的异常信号。结果表明在其中的16个地震发生的前5天18：00—22：00LT（LT=UT＋8h）之间出现了电离层异常。80％的成功率表明用GPSTEC记录大地震前的电离层异常是有效的。     

对汶川8.0级地震前四川地区地电地磁观测异常的分析与思考

研究了汶川8.0级地震前四川地区模拟和数字地电、地磁类观测资料。四川地区地电6台站的26测项模拟观测,在汶川8.0级地震前仅出现1项中期异常,异常台站比1/6=0.17;异常测项比为1/26=0.04。对"九五"到"十五"期间四川地区数字化改造或数字地电观测资料,没有分析检测出异常项。四川地区6个台的地磁垂直分量整点值的日变形态在震前2天出现波谷分裂的异常现象,由于平时出现此类异常频繁,若用于预测无统计学的显著意义。可见汶川8.0级地震前四川地区地电和地磁类观测资料结果出现的异常现象比例是极低的。同时对疑似或有争议的异常测项进行分析说明,对汶川8.0级地震前电磁类异常少的原因进行了讨论。     

有关汶川8级地震的二次现场考察

2008年5月12日14时28分汶川发生8级地震,造成通讯中断,为了及时了解紫坪铺水库大坝受损情况,发震后不到半小时就出发,距发生8级地震后不到3小时到达水库大坝,用相机记录下大坝受损情况,向大坝上的相关领导和业主汇报8级地震情况及其与紫坪铺水库大坝的位置关系,当天返回省地震局后立即向相关领导和部门汇报。2008年2月14日21时36分都江堰市发生3．3级地震,2月15日组织去现场工作,现场调查认为,地震中心点董家山隧道口的烈度为Ⅳ度;发震构造为龙门山前山断裂。     

汶川8.0级地震的一些启示

文章分析了地震能否预报争议的历史、 背景及其影响, 主张地震预报要知难而进, 要坚持监测、 预报和科研这一中心工作。 地震预报探索就是一部不断在反思和总结中前进的历史。 文中讨论了1975年海城7.3级、 1976年唐山7.8级、 1995年孟连西7.3级和2001年昆仑山口西8.1级等地震的启示、 2008年汶川8.0级地震的意义及科学继承与发展问题。 作者提出了地震大形势的判断、 地震前兆、 观测资料分析与评价等在汶川地震科学总结中要思考的重点问题, 建议做好汶川地震的科学总结、 制定新一代地震预报发展规划、 部署新一代观测台网、 完善地震监测预报工作体制等, 进而开创我国地震工作的新局面。     

地球自转与汶川地震的成因

通过对2008年5月12日四川汶川8级地震与地球自转关系的分析,提出了一个新的地震成因观点,认为地震的根本原因在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生“追尾”撞击或摩擦,从而引起地震。地震能量来自于块体间撞击或摩擦时损失的动能。     

Representative pictures of structural damage observed in the 2008 Wenchuan earthquake

In an effort to share the lessons learned and to provide a reference point for future research and engineering     

2008年汶川8.0级地震对地震预测研究的启示思考

2008年汶川8.0级地震已经过去10年, 在此期间关于地震预测相关的基础研究和实践工作从未停止, 本文作者从地震预测业务人员角度, 分析了2008年汶川8.0级地震相关的地震地质、 大地测量、 地震学、 前兆观测异常等方面的现象。 针对不同研究方向, 从震情跟踪角度提出了预测意义的讨论、 可能问题的分析、 不成熟的一些建议, 并就综合预测给出了一些粗浅的思考和认识, 期望对地震预测预报工作起到抛砖引玉的作用。     

GPS detection of the coseismic ionospheric disturbances following the 12 May 2008 M7.9 Wenchuan earthquake in China

Here we report two cases of coseismic ionospheric disturbances observed through a GPS network in China after the great Wenchuan earthquake at 06:28 UT on 12 May,2008.One is detected 7.9 min after the earthquake and had an intensiveNshape oscillated waveform with a pronounced amplitude of about 1 TECU,which propagates approximately southward to the distance about 1000 km with the horizontal phase velocity of 600±84 m/s and the period of 9.5±1.3 min.The other is detected8.5 min after the earthquake and has an oscillated waveform more like a positive pulse with an amplitude of about 0.5 TECU,which propagates eastward to the distance about 800 km with the horizontal phase velocity of 720±59 m/s and the period of7.4±0.8 min.These two coseismic ionospheric disturbances are caused by the acoustic gravity waves excited by partial transformation of the acoustic waves originated from the energy release of the earthquake,somewhere near the epicenter.The directional preferences of these two coseismic ionospheric disturbances may be associated with the oblique geomagnetic field lines and the background winds filtering effect.     

根据GPS和水准资料反演2008年汶川地震同震破裂模型

通过分析2008年汶川8.0级地震前后的GPS观测资料和1983～2010年的精密水准观测资料,得到地表同震位移场。结合野外地质调查,反演了汶川地震同震断层几何模型和断层面上滑动分布。反演结果表明:北川—映秀断裂是一个铲形断层,长度为180km,地表倾角为62°,随指数函数形式逐渐变缓,深度18km,断层面滑动以逆冲为主;青川断裂长为120km,倾角为58°,断层面上走滑分量由南向北逐渐增加;灌县—江油断裂为纯逆冲断层,长度为80km,倾角35°。整个断层模型中最大错动量达到7.6m,对应破坏最严重的北川地区。本次地震释放的地震矩为7.62×1020N·m,相应矩震级为MW7.9。反演所得模型对于近场的水准观测资料和GPS观测资料拟合很好。