利用日本9.0级强震检定gPhone重力仪探测地球自由振荡的有效性

利用北京、沈阳、格尔木、乌什等4个台站型gPhone重力仪的观测资料,检测日本9.0级大地震的地球自由振荡,将检测结果与SG以及HB1模型进行对比,结果表明0S0-0S48基频自由振荡的实测周期值与SG以及HBl模型的理论值基本一致,从而证实gPhone重力仪能有效地检测出地球自由振荡信号,同时也从相应高频范围内表明了...     

陆态网络太原台gPhone重力仪背景噪声水平研究

基于陆态网络太原台gPhone重力仪1a的观测记录,在地震频段(200~600s)、亚地震频段(1~6h)和潮汐频段(周期大于6h)研究其背景噪声水平,并与全球超导重力仪SG的背景噪声进行比较。结果发现,潮汐和大气改正可以一定程度上改进重力数据的功率谱密度PSD,尤其是在亚地震频段和潮汐频段。经计算,太原gPhone重力仪在地震频段、亚地震频段和潮汐频段的背景噪声水平分别为3.641、4.659和5.359。gPhone重力仪的噪声水平在地震频段和亚地震频段均高于SG的噪声水平,但是在频率低于0.8×10-4 Hz时,gPhone重力仪的噪声水平低于新低噪声模型NLNM。此外,分析gPhone重力仪记录的2014年智利Mw8.1地震激发的自由振荡信号表明,虽然gPhone重力仪的噪声水平高于超导重力仪,但其依然能够清晰检测到地球自由振荡信号,验证了gPhone重力仪不仅适合研究长周期潮汐和亚地震模,也可以清晰获取地震频段的地球自由振荡信号。     

利用SG-C053超导重力仪检测智利8.8级地震激发的地球自由震荡

利用SG-CO53超导重力仪的观测资料,研究了2010年2月27日智利Ms8.8地震引发的球形自由振荡0S0-0S48的所有基频振型,检测结果与PREM模型的理论值相比,二者基本相符.     

利用宜昌台重力观测资料检测地球自由振荡

用宜昌台DZW微伽重力仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去重力潮汐和气压改正的情况下,准确获得了2004年12月26日发生的苏门答腊大地震激发的0S3~0S37基频球型自由振荡,并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合,除0S3、0S4、0S50、S60、S10振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0.2%外,其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0.1%左右。     

利用伸缩仪观测资料检测地球自由振荡

运用云南省云龙地震台和山东省泰安地震台伸缩仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确地获得了2004年12月26日苏门答腊9.0级地震激发的0S3~0S26基频球形自由振荡,并与地球初步参考模型PREM的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期基本相一致。     

利用大同体应变观测资料检测日本9.0级地震所激发的地球自由振荡

基于大同地震台的体应变数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对体应变资料进行任何改正情况下,准确获取了2011年3月11日日本9.0级大地震激发的0S4～0S37基频球型自由振荡.并与PREM模型理论自由振荡的周期进行对比分析,得出实测周期与PREM预测振荡周期相吻合,除0S10周期的相对误差为0.29％外,其余周期误差均小于0.1％.     

利用双阳台水管观测资料检测地球自由振荡

基于双阳台水管倾斜仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2004年12月26日苏门答腊大地震激发的0S3～0S31基频球型自由振荡。并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合,除0S3、0S4振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0.3%外,其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0.1%左右。同时还检测到了5个谐频球型振荡和8个环型振荡。     

利用EEMD及超导重力数据探测超低频地球自由振荡模态分裂信号：探测实例

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据,采用EEMD分解技术及叠积技术,检测了频率小于1 mHz的低频地球自由振荡的简正模（3S1、0S4、0S5）及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差,然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量,提高了探测低频自由振荡信号的信噪比,使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明,经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号,得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。     

利用EEMD及超导重力数据探测超低频地球自由振荡模态分裂信号:探测实例

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据,采用EEMD分解技术及叠积技术,检测了频率小于1mHz的低频地球自由振荡的简正模(3S1、0S4、0S5)及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差,然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量,提高了探测低频自由振荡信号的信噪比,使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明,经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号,得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。     

利用JCZ-1T地震计BB通道观测数据检测地球自由振荡

采用库尔勒台JCZ-1T地震计BB通道垂直向的观测数据,利用功率谱密度估计方法,在没有对观测资料进行任何改正的情况下,获取2016-03-02印尼苏门答腊岛海域7.8级和2016-04-17厄瓜多尔7.5级大地震激发的0S7～0S60基频球型自由振荡,并与PREM模型理论值进行对比分析。结果表明,实测值与理论值相吻合,除部分振型与理论值偏差较大以外,其余振型与理论值偏差均小于0.1％。印尼苏门答腊岛海域7.8级地震所检测的球型振荡能量频谱分布及振型与厄瓜多尔7.5级地震所检测的球型振荡有一定差别,前者所能检测的振型数量相对较多。     

重力仪与地震计记录的地震波信号频谱特征比较——以芦山7.0地震为例

以芦山MS7.0地震的地震波记录为例,比较分析我国12个地震台的同址gPhone重力仪与CTS-1地震计记录的地震波信号的频谱特征。观测结果表明,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波波形基本一致,只在幅度上稍有区别。P波的频谱分析结果表明,震中距较小时gPhone重力仪会遗失一些高频信号,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波优势频带均为0~0.3 Hz。     

利用gPhone重力仪监测三峡库区蓄水的重力响应

根据三峡秭归gPhone101#重力台站2012-06~2014-08重力观测资料,经处理改正得到的重力残差主要反映了库区蓄水变化的重力响应。不同的蓄水阶段,重力残差与库区水位变化响应特征不同,高差30 m的水位波动能够引起70 μGal的重力响应。利用gPhone重力仪能够有效监测三峡库区蓄水的重力响应,但局部及周边地区降水等水文效应也是连续重力观测结果的主要贡献之一,在监测库区蓄水对重力响应的影响时不可忽视。     

利用M2潮波振幅因子精密测定gPhone弹簧重力仪的标定因子

用SG-C053超导重力仪长时间观测数据潮汐分析结果中的M2潮波振幅因子,对同址观测的28台gPhone重力仪标定因子进行了精密测定,结果表明,28台仪器标定因子的变化范围为0.999 9~1.019 6,反应出仪器的标定因子在出厂前已经过测定,但在新的观测位置产生了微小的变化。对经过改正后的观测数据重新进行分析,得到的M2潮波振幅因子精度均优于0.8‰,去除漂移后的残差时间序列中重力非潮汐变化为(4~10)×10^-8 ms^-2,周日波振幅小于0.1×10^-8 ms^-2,半日波振幅小于0.3×10^-8 ms^-2,较之测定前有明显的改善。因此利用精确的M2潮波振幅因子测定仪器的标定因子,能够保证所有gPhone弹簧重力仪在统一的潮汐基准下观测。     

同址观测重力仪与地震仪地震频段噪声水平比较

选用拉萨台超导重力仪、昆明和恩施台gPhone重力仪以及各台站同址观测的STS-1和STS-2.5地震仪观测数据,计算所有仪器在地震频段（0.1～100 mHz）的噪声水平,并分别进行比较。结果表明,1 mHz以上时,拉萨台超导重力仪噪声水平略高于同址观测的地震仪结果,而1 mHz以下则相反;0.5 mHz以上时,恩施和昆明台gPhone重力仪的噪声水平高于地震仪结果,0.1～0.5 mHz时则与地震仪结果接近。用带通滤波处理和未滤波处理2种方法计算地震噪声等级（seismic noise magnitude, SNM）,结果表明,采用带通滤波方法计算得到的SNM值更小,且随月份的变化更加平缓。     

gPhone重力仪网络数据采集系统中Web服务功能的设计与实现

针对gPhone重力仪网络数据采集系统,开发了一套嵌入式Web服务系统。基于uClinux平台和轻量级BOA Web服务器,利用C语言编写通用网关接口(CGI)程序,实现了远程数据下载及仪器监控等功能。     

东日本9.0级大地震激发的地球自由振荡时频分析

利用中国14个台站的DZW型重力仪观测资料,对东日本9.0级大地震激发的地球自由振荡进行时频分析, 展示其二维及三维时频分布特征。对比14个台站的谱图发现,地球自由振荡能量在频率轴的展布很均匀,均可清晰展示频率信息|而在时间轴上存在一些差异,大部分台站展布相近,宜昌台、西昌小庙台、厦门台和深圳台4个台站的展布相对较窄。     

利用全台网垂直摆倾斜仪数据检测日本MW9.0地震激发的低频自由振荡

首次利用全台网多台垂直摆倾斜仪观测数据检测地球自由振荡。2011年日本MW9.0大地震发生后,43台仪器记录到其所激发的自由振荡信号。谱分析结果显示,垂直摆倾斜仪检测到了低频段（1~5 mHz）地球自由振荡振型,并且在超低频部分（<1.5 mHz）仍然还有较高的信噪比。选取43个台站中观测质量较好的36个台站数据进行叠积以增强信号,可以探测到一些非常微弱的模态,最终得到频率高于4.7 mHz的所有零阶球型振荡0S3~0S38（其中7个振型的观测频率与理论值的偏差近似为0）和环型振荡0T3~0T28几乎所有振型,此外还检测到21个谐频振型。     

日本Ms9.0地震前的连续重力观测异常

日本Ms9.0地震后,检测了17台(套)gPhone重力仪和成都GS15连续重力观测仪震前3天的观测数据.发现:乌什、郑州台的gPhone重力仪和成都台的GS15重力仪分钟采样在震前3天出现了不明原因的高频异常现象.初步分析表明,成都、乌什在3月9日的日本Ms7.3地震前的16小时产生了纺锤状的隆起现象;郑州台在日本M...