青藏高原地壳东-西向拉张及力学机制

基于GPS观测约束下的数值模拟结果 ,分析了青藏高原内部的应力状态 ,然后利用重力异常计算了青藏高原下上地幔对流产生的应力场 ,进而分析了地幔对流应力场对青藏高原区域构造过程的作用 ,并讨论了高原东_西向拉张的动力学机制及背景。     

利用卫星重力数据计算地幔对流应力场

针对我国东南边缘及其邻近区域地幔对流应力场分布形态与地表构造活动特征的相关性问题,提出利用Runcorn模型及高阶卫星重力球谐系数计算欧亚板块与菲律宾板块复合接触带及其邻近区域的地幔对流应力场。结果显示,地幔对流应力矢量特征与地震应力场分布具有较好的一致性。在两大板块的接触部位均出现了显著的应力增强与汇聚趋势,同时在琉球海沟的弧后扩张带上出现的较强的地幔对流应力发散带。而在各板块相对稳定的内部区域存在微弱的地幔发散流。通过计算和分析得出,该区域下地壳小尺度的地幔对流可能是控制这一区域型构造过程的重要因素之一。     

大地构造是从顶部向下驱动的吗?

目前存在两种相互对立的地幔对流模型。第一种模型对地幔进行了分层,分出两个或更多的独立对流区。第二种模型则把整个地幔对流看成一个统一单元。最近在板块构造学、地震学、固态物理学和地幔对流方面取得的进展,对分层对流提供了有力的支持。其成果可以帮助解释板块构造与地幔对流的关系。上地幔对流可能是由板块构造驱     

结合现代大地测量成果探讨中国东部构造运动的力源问题

对中国东部所处的构造环境进行了分析和研究 ,结合现代大地测量成果 ,指出中国东部地壳运动主要是受陆陆碰撞 ,大洋板块俯冲及由二者引起的地幔对流三种主要因素控制 ,其中以印度板块与欧亚大陆的碰撞和菲律宾海板块向欧亚大陆的俯冲对中国东部的水平地壳运动及地幔对流对中国东部地壳垂直运动的影响占主导地位。在水平方向上 ,中国东部地壳的主应力方向为近东西向的压应力 ,但总体上是向东推移的。在垂直方向上 ,表现为南部隆升 ,北部沉陷。     

利用大地测量观测资料研究青藏高原三维地壳形变及地震危险性评估进展

青藏高原是一个理想而独特的地球科学天然实验场,青藏高原的地壳形变、物质逃逸模式及地震活动性等科学问题一直是地学界关注的重点。以全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)和合成孔径雷达干涉测量技术（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）为代表的空间大地测量技术因其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被应用于现今的地壳形变监测并在地震研究中起着十分重要的作用。首先,综述了青藏高原三维地壳形变研究进展情况,包括青藏高原地壳水平形变的GNSS研究、综合利用GNSS和水准观测资料的青藏高原地壳垂直形变研究、青藏高原InSAR区域形变研究和融合多源大地测量资料构建青藏高原三维形变场等。其次,结合青藏高原三维地壳形变资料介绍了青藏高原活动断裂地震危险性评估的研究进展,讨论了顾及地震应力扰动的概率性地震危险性评估过程以及大地测量观测在地震危险性评估中所起的作用。今后需要加强青藏高原GNSS监测空区的加密观测工作,综合GNSS和InSAR观测结果精化青藏高原的地壳运动与变形模式;开展断...     

大地测量学在全球变化研究中应有的贡献

大地测量学在全球变化中可以在下述三个方面作出贡献。一是精确测定地壳运动、为大地构造、地幔对流及其动力学机制、为预报和预防地震、地质灾害提供基础信息。二是测定海平面变化，为研究全球温室效应和气候变化。为预报和预防沿海地区海浸灾害提供基础信息。三是测定极区冰冠、格陵兰冰盖、山区冰川的体积消胀，为研究全球性水循环和全球变化提供重要信息。     

小尺度地幔对流与海底地形抬升

根据建立的垂直于大洋中脊的二维热对流有限元数值模型，采用常粘性以及与温度相关的粘性两种粘性结构对小尺度地幔对流对海底地形的影响进行了重新研究。该模型的主要特点是采用开放边界条件，从而可以避免原有封闭模型因回流问题而产生的复杂效应。数据结果显示，在常粘性模型中，小尺度地幔对流可造成海底地形抬升；但对与温度相关的粘性模型，小尺度对流对地形几乎不产生影响。     

用遗传算法反演地壳的变密度模型

用青藏高原布格重力异常资料 ,结合亚东 格尔木地学断面得到的Moho面结构 ,反演了青藏高原中部地壳内密度随深度变化的指数分布函数 ,试验得出地壳表层与地幔的密度差约为 - 0 .92 6 g·cm-3 ,地壳的平均密度值为 2 .75 0 g·cm-3 。     

地壳运动动力响应模型构建研究

推导了弹塑性介质应力应变本构关系公式,用构建弹塑性动力有限元模型研究青藏高原地壳运动。计算得到青藏高原地壳运动、应变及应力状态,对比应力、应变集中区域与强震分布的关系。结果表明,大部分强震发生区域与文中模型计算得到的地壳应力、应变集中区域重合。     

地幔对流诱发的莫霍面起伏与下地壳塑性流动

本文用定量模型研究了在地幔对流作用下下地壳物质流动过程和莫霍面起伏的变化。数值结果表明莫霍面起伏与岩石层弹性厚度（hel）和载荷波长（λ）相关。对于相同的λ,hel越大,莫霍面起伏越小,反之亦然。而对于相同的hel,λ越大,莫霍面起伏调整到最终状态所需时间越长,其达到的幅值也越大。本文结果暗示,地幔对流形态与地表地形起伏可能并非直接相关。同时,本文结果为解释地球上存在与Airy均衡相偏离地区提供了一种可能的动力学机制。     

用拉萨点大地测量资料检测青藏高原地壳的增厚

青藏高原地壳的隆升与增厚,是一个复杂的热点问题.印度板块和欧亚板块的碰撞挤压导致地壳的隆升与增厚,已被地质、构造学等方面资料证实,但利用大地测量资料定量确定高原地下地壳增厚速率的很少.基于此,利用高精度绝对重力测量资料及GPS结果定量检测高原拉萨点地下地壳增厚速率((3.9±0.8)cm/a),并给出简单的动力学模型,...     

青藏高原湿地遥感监测与变化分析

青藏高原是中国湿地分布较为集中的地区之一,也是全球变化的敏感区.了解青藏高原湿地分布与变化对湿地保护和全球变化研究具有重要意义.基于Landsat 8 OLI (operation land imager)数据,使用面向对象分类方法和人工解译相结合的方式得到2016年青藏高原湿地分布数据,结合2008年湿地分类数据以及...     

青藏高原非均匀地表区域能量通量的研究

卫星遥感在研究青藏高原非均匀地表区域能量通量和蒸发（蒸散）量时有其独到的作用。本文介绍了基于NOAA-14 AVHRR和Landsat TM资料推算藏北高原地区区域地表特征参数、植被参数及区域地表热通量的方案，并把其用于GAME／Tibet（全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究）和CAMP／Tibet（“全球协调加强观测计划（CEOP）亚澳季风之青藏高原试验研究”）试验区。并指出了此方法估算青藏高原非均匀地表区域地表能量通量和蒸发（蒸散）量时存在的难点问题和解决问题的可能途径。     

卫星遥感揭示的青藏高原上MCS活动特征及东移传播

利用1998年6—8月日本GMS红外辐射亮温(Tbb)资料，对高原上中尺度对流系统(MCS)的活动进行了自动追踪，得到了高原上夏季MCS的大小、强度、活动区域及生命史、形状特征。在此基础上，利用国家气象中心高分辨率有限区域分析预报系统(HLAFS)的数值分析格点值，研究了MCS的东移传播与其周围环境场物理量之间的关系，建立了400hPa和500hPa两个层次上有利于MCS移出高原的物理量场概略模型图。     

Remote sensing of alpine lake water environment changes on the Tibetan Plateau and surroundings: A review

Alpine lakes on the Tibetan Plateau (TP) are key indicators of climate change and climate variability. The increasing availability of remote sensing techniques with appropriate spatiotemporal resolutions, broad coverage and low costs allows for effective monitoring lake changes on the TP and surroundings and understanding climate change impacts, particularly in remote and inaccessible areas where there are lack of in situ observations. This paper firstly introduces characteristics of Tibetan lakes, and outlines available satellite observation platforms and different remote sensing water-body extraction algorithms. Then, this paper reviews advances in applying remote sensing methods for various lake environment monitoring, including lake surface extent and water level, glacial lake and potential outburst floods, lake ice phenology, geological or geomorphologic evidences of lake basins, with a focus on the trends and magnitudes of lake area and water-level change and their spatially and temporally heterogeneous patterns. Finally we discuss current uncertainties or accuracy of detecting lake area and water-level changes from multi-source satellite data and on-going challenges in mapping characteristics of glacial lakes using remote sensing. Based on previous studies on the relationship between lake variation and climate change, it is inferred that the climate-driven mechanisms of lake variations on the TP still remain unclear and require further research.     

青藏高原东部地壳物质流变模型及汶川地震机理探讨

利用GPS、大地电磁、P波层析成像等数据分析了青藏高原东部地壳运动情况和中下地壳物质流的分布及运动情况,提出了青藏高原东部地壳物质流变模型,认为在青藏高原东部存在两条巨大的、具有固定通道和边界的弱物质流,其他区域则有离散的、不均匀的弱物质流分布。巴颜喀拉块体内部的弱物质流在向东流至龙门山断裂带时,大部分弱物质沿断裂带向南北方向分流,小部分弱物质在断裂带附近沉积、上涌,造成通道堵塞,最终引发了汶川地震。     

2015年尼泊尔地震同震滑动及震后余滑的三角位错模型反演

2015年尼泊尔Mw 7.9级地震发生在印度板块向欧亚板块低角度俯冲的喜马拉雅断裂带上。对该地震的滑动模型进行精化,对于理解喜马拉雅断裂带的孕震模式具有重要意义。采用三角形位错元构建主喜马拉雅断裂“双断坡”几何模型,联合全球定位系统（Global Positioning System,GPS）和合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）资料反演2015年尼泊尔地震同震滑移及震后余滑。结果表明,尼泊尔地震最大同震滑移达到7.8 m,深度为15 km,位于中地壳断坡和浅层断坪的接触部位。不考虑中地壳断坡结构会使反演的最大滑移量偏低。震后余滑主要分布在同震破裂区北侧,释放的地震矩为1.02×1020 N·m,相当于一次Mw 7.3级地震,约占主震释放地震矩的12%。同震库伦应力变化和震间断层闭锁分布均表明,尼泊尔地震破裂区南部宽约60 km的区域仍具有较高的地震危险性。     

GRACE时变重力数据后处理方法评价

针对GRACE Level2卫星时变重力数据后处理方法如何评价的问题,该文以中国数字地震观测网络获得的青藏高原地区地面重力变化图像为参考,基于平均结构相似性等图像相似度指标,研究了与该区域地面重力观测同期、不同后处理方法得到的GRACE卫星重力变化图像的可靠性。结果显示,GRACE卫星重力和地面重力观测结果具有一定的可比性,滑动窗口去相关滤波和高斯400 km滤波的组合方法可以获得最优的处理效果。本文的方法和结论对GRACE及GRACE Follow-On卫星重力数据应用中后处理方法和参数的选取有一定的借鉴意义。     

青藏高原及其周边地区水储量变化的独立成分分析

采用2003年1月至2013年12月共132个月的GRACE卫星数据反演得到的水储量变化信息,利用独立成分分析方法将水储量变化信息分解成多个信号成分,然后与NOAH和WGHM两个水文模型的分析结果进行比较。成分对比结果表明,GRACE反演得到的水储量变化与NOAH和WGHM水文模型在第一个主成分方面符合很好,相关系数分别是0.884和0.877。说明GRACE反演的水储量变化和水文模型在青藏高原及其周边区域具有很强的一致性。从空间模式上看,GRACE反演水储量变化信号的强度比水文模型信号要大,可能与GRACE反演的水储量变化还包括地下水的变化情况等有关。     

尼泊尔Mw 7.9级地震同震垂直位移与断层运动模型

2015年4月25日尼泊尔地区发生了Mw 7.9级地震,发震断层位于印度板块与欧亚板块碰撞边界带,此次地震是一次典型的板块逆冲型事件。利用中国境内加密的GPS同震观测资料,融合ALOS-2卫星L波段的InSAR（interferometric synthetic aperture radar）同震形变数据,基于最小二乘方法获得了此次地震的同震垂直位移场。同震垂直位移结果表明,此次地震造成尼泊尔加德满都地区抬升约0.95 m,珠穆朗玛峰地区受地震的影响有所下降,其主峰的沉降量为2~3 cm,中国境内的希夏邦马主峰沉降约为20 cm。地区利用改进的二维弹性半空间位错模型反演了发震断层运动参数,本文模型显示此次地震的断层面破裂宽度约为60 km,平均滑动量达到4 m,相当于Mw 7.89级。