球体位错理论计算程序的总体设计与具体实现

本文详细介绍了球体位错理论计算程序的总体设计思想、 各类配套文件的具体内涵以及各类输出文件的物理含义, 同时介绍了程序的使用方法和注意事项, 为读者独立使用该程序提供参考。 球体位错理论计算程序主要由三部分组成: ① 位错格林函数计算程序, 基于具体的球对称地球模型提供离散的二维格林函数数值框架; ② 积分计算程序, 对离散的格林函数数值框架进行双二次样条插值运算, 并对四类独立位错源对应的格林函数进行适当组合, 从而计算出任意位置任意类型震源在地表产生的同震变形(含位移、 应变、 重力变化和大地水准面变化); ③ 辅助文件, 用于提供发震断层模型和计算点位信息。 一般情况下, 读者不需要理解位错格林函数计算程序和积分计算程序, 只需要对辅助文件提供的信息进行针对性改动, 就可以计算目标地震在目标观测站引起的同震变形。     

高斯滤波在处理GRACE数据中的模拟研究：西藏拉萨的重力变化率

本文利用重力卫星GRACE数据计算了青藏高原的空间重力分布,以及用不同高斯滤波半径得到的拉萨重力变化率.结果显示重力变化率的估算依赖于高斯滤波器空间半径的大小.由GRACE得到的重力变化速率同地表面绝对重力测量得到的值吻合很好,即当滤波器空间半径趋近0时,GRACE估算的重力变化率趋于地表面测量值.接下来对于地面信号应用不同高斯滤波器空间半径进行了数值模拟计算.结果显示一个物理信号的估算依赖于滤波半径,如果计算区域等于或小于质量分布区域,尤其是均匀分布的质量,不管使用什么样的滤波半径,都给出一个相当准确的结果.如果计算区域大于质量分布区域,由于截断引起的信号泄漏,计算会有很大的误差.如果质量异常很小,除非滤波半径十分小,否则很难从空间观测辨别它.如果计算区域在质量分布区域之外,计算结果几乎为0,尤其对较小的滤波半径.高斯滤波器的这些性质在应用GRACE数据中具有重要意义.我们进一步讨论了引起拉萨重力变化的物质来源,表明拉萨重力变化率不是由当前冰川融化（PDIM）（或者小冰期,LIA）效应引起的,因为在拉萨及其周边没有冰川融化发生.重力变化率主要归因于与印度板块碰撞有关的构造变形,而发生的地表位移、地表剥蚀和GIA作用是不容忽视的.     

2021年青海玛多Mw7.5地震的同震变形及断层滑动模型研究

2021年5月22日,中国青海玛多县发生了M_W7.5地震.针对此次地震,国内外多家机构发布的震源机制解和有限断层滑动模型结果大都是基于半无限空间地球模型的位错理论反演得到的,未考虑地球曲率和层状效应的影响.该影响的量级以及其是否可以忽略目前仍是一个未知问题,值得研究.为此,本文利用美国地质调查局(USGS)、中国科学院青藏高原研究所以及中国地震局地球物理研究所提供的三个断层模型,基于弹性半无限空间、均质球、PREM三种地球模型的位错理论,分别计算了地表同震位移场和应变场,并对比分析了这些结果的差异.我们发现基于PREM位错理论的同震位移场与半无限空间模型的对应值差异约为3~28 cm,占PREM位错理论值的10%~30%,应变场差异更大,表明地球曲率和层状效应的影响不可忽略.此外,理论同震形变结果与GNSS和InSAR形变观测数据对比发现,基于PREM模型的理论位移场最接近于观测值.利用InSAR数据和三种地球模型反演得到的有限断层滑动模型存在差异,说明了地球模型的选择对断层模型的反演具有一定影响.本文的结果为今后对此次地震的观测数据物理解释和断层滑动反演提供了理论参考.     

红河断裂带北、中段近期重力变化及深部变形

地表地质调查与深部地球物理探测结果表明,红河断裂带北、中段地壳结构与变形具有显著的横向差异性。为检测其地壳现今深部物质迁移和变形特征,文中利用红河断裂带北、中段2013—2019年3条流动重力剖面的观测资料,经分析和去除地表垂直运动、地表水循环、剥蚀和冰川均衡调整引起的重力效应,获取了地壳深部物质迁移引起的趋势性重力变化信息。结果表明,红河断裂带近期的重力动态变化具有分段性特征:北段、中段和中南段剖面的平均变化率为(-0.39±1.30)μGal/a、(0.16±1.57)μGal/a和(0.29±1.25)μGal/a,北段剖面以红河断裂为界,NE侧呈负变化、 SW侧呈正变化,SW侧相对NE侧以(3.1±0.55)μGal/a·100km的重力变化率增加,反映出青藏高原物质东流背景下深部物质跨越红河断裂带后受澜沧江刚性块体阻挡、质量不断累积的特征;中段剖面断裂带区域的重力变化率比两侧低,体现了红河断裂的深部控制作用;中南段剖面的重力整体呈正变化,反映了印支、华南块体与川滇菱形地块间相互侧向挤压、深部物质累积的性质。基于重力变化反演的莫霍面变形结果表明:近期红河断裂带的莫霍面平均以0....     

地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

球体内点位错产生的球型位移场：II．位错Love数

本文进一步研究了ＳＮＲＥＩ地球模型内位错所产生的球型位移场问题．作为特例，讨论了位错位于地表时的解和计算技巧．对于１０６６Ａ地球模型进行了具体计算．给出了深度分别为５，１０，３２，１００，３００和６３７ｋｍ的４种类型位错的位错Ｌｏｖｅ数的结果．     

海潮K_1,O_1和S_2波负荷效应的综合研究

本文对海潮K_1,O_1和S_2分波对中国大陆重力、倾斜和应变的负荷效应进行了综合的研究和讨论,提出了一种倾斜潮汐椭圆表示法,它可以直观地表示地表潮汐倾斜的时空特征。文中绘制了中国大陆三个分潮波的负荷效应分布图,并对结果进行了讨论。     

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利用大地测量数据反演地震位错Love数和格林函数的理论与方法

本文提出一种利用大地测量观测技术反演地震位错Love数及格林函数的理论和方法.首先根据地震位错理论建立理论同震变化和大地测量观测值之间的关系式;其次,以2011年Tohoku-Oki地震（M_W9.0）为例,反演体现局部构造特征的地震位错Love数和格林函数.结果表明：反演得到的位错Love数与PREM模型下的位错Love数随深度和阶数变化不同,反映出局部三维地球模型的构造差异,由此计算的同震变化跟实际大地测量观测值的吻合度提高了~60%~~80%.通过大地测量观测数据反演的地震位错Love数能体现局部地球真实的构造信息,为该地区地震研究提供更加精确的地震位错格林函数.