国家自然科学奖公示内容

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1、国家自然科学奖公示内容(2018年度)项目名称：球形地球模型的地震位错理论及其应用Dislocationtheoryanditsapplicationsforasphericalearth主要完成人：孙文科（中国科学院大学）、付广裕（中国地震局地震预测研究所）、周新（中国科学院大学）、徐长仪（中国科学院大学）、董杰（中国科学院大学）提名者：中国科学院提名意见：加强地震基础理论研究，特别是开展断层破裂与地表变形之间关系的研究，是我国防震减灾工作的重大需求，对于推进基础地震理论进步，提升防震减灾科技支撑能力，推动大地震预测预报等工作具有重要科学意义。然而，目前被广泛使用的基于半无

2、限空间介质模型的地震位错理论存在物理/几何模型假设的重大缺陷，使得在大地震研究和地球动力学等应用中产生严重失真。为了解决这个重要理论问题，该项目经历二十多年攻关，建立了一整套基于球形地球模型的地震位错理论新体系，具有原创性和系统性，揭示了地震引起的全球变形规律，取得了具有国际影响力的原创性科研成果。该项目在世界上首次定义了地震位错Love数和地震变形格林函数，解决了同震重力变化、同震位移/应变、渐近解、三维不均匀地球模型的同震形变等一系列理论问题，形成了基于球形地球模型的地震位错理论新体系，发表了国内外在准静态地震位错理论方面的唯一专著《地震位错理论》。由于球形地球位错理论具

3、有研究全球动力学变化的潜力，该项目拓展了上述理论的应用范围，进一步建立了同震垂线偏差变化、地震引起的地球膨胀和质心偏移等一系列新理论，开辟了研究地球动力学变化的新方向。该项目成果是近年来地震理论研究工作的重大进展之一，已在国内外引起广泛关注和认可，并推动了地震理论基础研究的进步。郑重推荐该项目为国家自然科学奖候选者。提名该项目为国家自然科学奖2等奖。9项目简介我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，近年来重大地震灾害频发，对人民生命财产安全造成了极大的损害。《国家综合防灾减灾规划(2016-2020)》要求“加强防灾减灾救灾科技支撑能力建设”，彰显了地震科技对防震减灾事业的支撑

4、作用。地震是断层瞬间错动造成释放能量致灾的，位错理论是研究地震发生机理最重要的理论之一，是防震减灾工作的重要基石，是震源机制、地球内部构造、地震预报等基本物理问题和各种大地测量、地球物理观测数据之间的连接纽带、理论基础。该项目研究发现，原有的被广泛使用的半无限空间介质模型的位错理论存在其物理模型与球形地球的偏差太大导致计算误差过大的缺陷，在大地震研究和地球动力学等应用研究中会严重失真。因此，创建基于球形地球模型的地震位错理论并开展关键问题的相关应用研究，对于推进基础地震理论进步，提升防震减灾科技支撑能力，推动大地震预测预报等工作具有重要作用，也是我国防震减灾工作的重大需求。该

5、项目在国家基金委、科技部、人力资源部等项目的支持下，经历二十多年攻关，建立了一整套基于球形地球模型的地震位错理论新体系，具有原创性和系统性，全面提升了位错理论的理论完备性，揭示了地震引起的全球变形规律，取得了具有国际影响力的原创性科研成果：1、建立了新的地震位错理论。定义了地震位错Love数和地震变形格林函数，提出了解决球形地球模型的地震变形问题的基本思路和研究方案，解决了同震重力变化理论问题，同震位移/应变问题，地震变形渐近解问题，三维不均匀地球模型的同震形变问题，同时为震后形变研究提供了理论架构、思路和基础；项目第一完成人把上述理论单元进行了系统性总结，整理形成了位错理论

6、新体系，发表了国内外在准静态地震位错理论方面的唯一专著《地震位错理论》。2、拓展了上述理论的应用研究。发展了基于新位错理论的断层反演新方法；建立了同震垂线偏差变化理论，研究了GRACE卫星对地震重力变化的监测潜力，拓展了其应用范围；提出了地震引起的地球膨胀和质心偏移理论，计算了全球地震对三维地球自转参数与动力学因子变化的影响，推进了全球地震变形及其动力学变化研究，开辟了利用大地测量数据研究地球动力学变化的新方向。该项目成果是近年来地震理论研究工作的重大进展之一，已在国内外引起广泛关注和认可，推动了地震理论基础研究的进步。出版专著1部，发表103篇科学论文(含46篇SCI论文)

7、，成果被Science、JGR、GRL、地球物理学报等国内外重要期刊引用，并成为Bomford奖获得者Tanaka博士和国家杰出青年基金获得者汪汉胜博士主要贡献的理论基础。第一完成人因其贡献获国家特聘专家(“千人计划”)，获中国地球物理学会科技创新一等奖、中科院“朱李月华优秀教师”奖、“优秀研究生指导教师”奖，其他完成人获“赵九章中青年优秀科学奖”、“傅承义青年科技奖”、“李善邦青年优秀地震科技论文奖”、中国科学院9百篇优秀博士论文奖等奖项，形成了一支该领域有国际影响力的科研团队。客观评价（限2页。围绕