武汉国际重力潮汐基准研究

通过综合分析8台重力仪潮汐观测结果,精密确定了武汉国际重力潮汐基准值.与Dehant重力潮汐模型同时考虑(1)全球卫星测高海潮资料和(2)Schwiderski海潮加中国近海海潮资料的结果相比,振幅因子差和相位滞后差分别为5.2‰,3.6‰和0,16°,0,08°.该结果明显优于早期确定的基准值,说明利用长系列超导重力仪观测同时考虑精密海洋负荷和地核近周日摆动效应是提高国际重力潮汐基准的重要途径.     

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.     

南极中山和长城站重力潮汐观测研究

利用3台LaCoste-Romberg型弹簧重力仪（G-589、ET-20和ET-21）在南极中山站和长城站的长期重力潮汐观测资料,在武汉国际重力潮汐基准上精密测定了中山站和长城站的重力潮汐参数,其中主波振幅因子的标准偏差优于0.5％．各潮波的观测振幅在中山站比在长城站的小得多,两站周日潮（O1）的观测振幅因子相差约7％,而半日潮（M2）的观测振幅因子相差超过40％,气压和温度等气象因素的变化对观测结果的影响很明显．海潮负荷对两台站潮汐观测的影响非常显著,采用Schwiderski全球海潮模型对观测结果作海潮负荷重力改正．结果表明,经海潮改正后,各潮波的观测残差有较大幅度的减小,但是,由于采用的海潮模型没有顾及台站近区的海潮负荷效应,所以,O1 波的振幅因子对相应理论潮汐模型值之间存在大约4％（中山站）和9％（长城站）的偏差．     

中国及邻区重力合成潮汐参数

采用固体潮理论模型值和由最新的TPXO7海潮模型以及中国近海潮汐资料计算的海潮负荷效应,构制了中国及邻区的高分辨率的重力合成潮汐参数;并将合成结果与国家地震台网的重力观测值和武汉超导重力仪观测值以及香港台最新观测结果进行了比较. 结果表明,振幅因子的平均差异小于0.005,相位差的平均差异小于0.5deg;;观测结果与合成结果之间的差异与重力观测仪器有关,高精度的超导重力仪观测结果与合成参数更加一致;重力合成潮汐参数是观测值很好的模拟. 本文结果可为绝对重力测量等地表和空间大地测量提供固体潮改正模型,也可为没有实施观测的广大区域提供有效潮汐参数.      

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.     

兰州地区(1959-1989)重力潮汐参数的测量与结果

本文介绍了兰州地区历次重力固体潮测量的概况,给出了不同仪器历次测量所得的重力潮汐参数。对比分析了Geo—765重力仪和改型后的GS11—150重力仪观测资料月调和分析主波潮汐因子的重复精度,评价了改型后的GS11—150重力仪今后对兰州地区地震的监测能力。文中还给出了该仪器改型前在天水观测的部分结果。     

用超导重力仪观测数据精密测定地球潮汐常数

基于我国武汉超导重力仪１９８５年１１月２３日至１９９４年１２月３１日（３３２６ｄ共７９８２４ｈ整定读数值）的长周期序列重力潮汐观测数据，利用国际上通用的资料分析方法和计算机软件系统研究了重力场潮汐变化特征，精密测定了地球潮汐常数，几个主要潮波的振幅因子测定精度达０．０４％，对采用不同引潮位展开，是否考虑加权滤波，做气压改正，删除错误数据以及规定数据段均方差上限等方式对提高资料分析精度的影响问题进行     

重力潮汐参数精密确定的小波分析方法

精密确定周日波段以内（周日,半日,１／３日）的重力潮汐参数为目标,提出一种重力潮汐精密调和分析的新方法该方法,引入一组紧支连续小波滤波函数以精确提取重力潮波信息,可直接用来对任意步长的重力潮汐观测序列进行调和分析,并能够获得高精度（０． １％）潮汐参数估值．运用该方法对武汉超导重力仪原始观测数据（步长 ２０ ｓ）直接实施调和分析,所获潮汐参数清晰反映地球近周日自由摆动（ＮＤＦＷ）的共振效应．     

Loading effect of a self-consistent equilibrium ocean pole tide on the gravimetric parameters of the gravity pole tides at superconducting gravimeter stations

The gravimetric parameters of the gravity pole tide are the amplitude factor δ, which is the ratio of gravity variations induced by polar motion for a real Earth to variations computed for a rigid one, and the phase difference κ between the observed and the rigid gravity pole tide. They can be estimated from the records of superconducting gravimeters (SGs). However, they are affected by the loading effect of the ocean pole tide. Recent results from TOPEX/Poseidon (TP) altimeter confirm that the ocean pole tide has a self-consistent equilibrium response. Accordingly, we calculate the gravity loading effects as well as their influence on the gravimetric parameters of gravity pole tide at all the 26 SG stations in the world on the assumption of a self-consistent equilibrium ocean pole tide model. The gravity loading effect is evaluated between 1 January 1997 and 31 December 2006. Numerical results show that the amplitude of the gravity loading effect reaches 10⁻⁹ m s⁻², which is larger than the accuracy (10⁻¹⁰ m s⁻²) of a SG. The gravimetric factor δ is 1% larger at all SG stations. Then, the contribution of a self-consistent ocean pole tide to the pole tide gravimetric parameters cannot be ignored as it exceeds the current accuracy of the estimation of the pole tide gravity factors. For the nine stations studied in Ducarme et al. [Ducarme, B., Venedikov, A.P., Arnoso, J., et al., 2006. Global analysis of the GGP superconducting gravimeters network for the estimation of the pole tide gravimetric amplitude factor. J. Geodyn. 41, 334–344.], the mean of the modeled tidal factors δ_m = 1.1813 agrees very well with the result of a global analysis δ_CH = 1.1816 ± 0.0047 in that paper. On the other hand, the modeled phase difference κ_m varies from −0.273° to 0.351°. Comparing to the two main periods of the gravity pole tide, annual period and Chandler period, κ_m is too small to be considered. Therefore, The computed time difference κ_L induced by a self-consistent ocean pole tide produces a negligible effect on κ_m. It confirms the results of Ducarme et al., 2006, where no convincing time difference was found in the SG records.     

Study on tidal gravity observations obtained at stations Zhongshan and Changcheng, Antarctic

IntroductionThe purpose of the studies on the tidal gravity observations on the Earth(s surface is to investigate the properties of the deformation and the tidal gravity variations of the Earth under the action of the luni-solar tidal force. These variations relate to the internal structure, shape and the medium(s rheology properties of the Earth (Wahr, 1981; Dehant, 1987). The theoretical studies and observations indicated that the amplitudes and the tidal parameters, including the amplitud…     

International tidal gravity reference values at Wuhan station

The international tidal gravity reference values at Wuhan station are determined accurately based on the comprehensive analysis of the tidal gravity observations obtained from 8 instruments. By comparing these with those in the tidal models given by Dehant (1997) while considering simultaneously (i) the global satellite altimeters tidal data, and (ii) the Schwiderski global tidal data and the local ones along the coast of China, it is found that the average discrepancy of the amplitude factors and of the phase differences for four main waves are given as 5.2% and 3.6% and as 0.16° and 0.08° respectively. They are improved evidently compared to those determined in early stage, indicating the important procedures in improving the Wuhan international tidal gravity reference values when including the long-series observations obtained with a superconducting gravimeter, and when considering the influence of the ocean loading and of the nearly daily free wobble of the Earth’s core.     

南极中山与昭和站重力海潮负荷效应及背景噪声研究

利用南极中山站LCR-ET21重力仪器与昭和站GWR058仪器获得的重力潮汐观测资料,采用最新的三个全球海潮模型（Dtu10,Eot11A和HAM11A）研究了南极地区的海潮负荷效应和背景噪声.结果表明,由三个海潮模型计算的重力负荷均值改正后,中山站O1和M2振幅观测残差分别由13.83%和20.55%下降到5.32%和5.95%,昭和站O1和M2振幅观测残差分别由10.84%和21.52%下降到1.91%和3.40%,说明海潮负荷改正的有效性.利用加汉宁窗的FFT变换,获得了地震频段的地震噪声等级（SNM）,其值分别为1.574（中山站）和1.289（昭和站）.而在潮汐频段,中山站的背景噪声比昭和站高一个数量级,主要由不同观测仪器和台站局部环境所致.本文结果可为进一步利用南极重力资料研究局部环境和全球动力学问题提供有效参考.     

超导重力仪检测2011年日本东北Mw9.0级地震前的重力扰动信号

对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一. 为检验日本M_w9.0级地震是否存在震前扰动现象,本研究利用全球超导重力仪记录到的地震前后7天内20组秒采样数据进行分析. 经潮汐、大气改正等处理去除仪器的漂移及残余潮汐效应,得到非潮汐重力变化曲线.结果表明大部分振幅大于30×10^-8 m·s^-2的曲线反映了全球M_w≥6级地震引起的高频波动信号,其中11组数据在3月9日M_w7.3级前震之前出现了扰动现象.震前扰动可分解为三个频段,其中,低于0.1 Hz和高于0.18 Hz的分量分别反映了地震波动信号及非构造信息,中间频段(0.118~0.18 Hz)信号能够较大程度地压制地震波动信号、并同时保留异常扰动信息.它的振幅在3月7日10时之前基本保持约1×10^-8 m·s^-2,之后开始逐渐增大,到3月9日7.3级前震前后达到最大,此后振荡衰减,振幅保持约(5~10)×10^-8 m·s^-2,直至主震发生.中间频段信号的变化特征与主震前的应力迁移过程以及实验记录到的地震成核过程有许多相似之处;不过,震前重力异常是否与主震前的应力加速积累有关,仍待进一步研究.