利用GRACE卫星数据提取强震同震和震后重力变化

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1、分类号:P2210710-2015126026硕士学位论文利用GRACE卫星数据提取强震同震和震后重力变化南康康导师姓名职称张永志教授申请学位级别工学硕士学科专业名称大地测量学与测量工程论文提交日期2018年4月9日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学Co-seismicandPost-seismicGravityChangesAssociatedwithStrongEarthquakesfromGRACESatelliteDataADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:NanKangkangSupervisor:

2、Prof.ZhangYongzhiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要GRACE重力卫星观测较传统重力测量具有观测范围广、不受天气影响、无困难地域限制等优点，并已证实探测到几次强震造成的同震重力变化。本文从GRACE数据中提取强震造成的同震以及震后数年的重力变化，并与最新粘弹性球体位错模型和分层粘弹性平面位错模型正演计算同震结果对比，研究不同强震机制造成的同震变化差异以及地球质量迁移，以下为本文所做的工作及得到的相关结果：1.对2016年3月GRACE卫星数据进行P3M6去相关性滤波处理，然后叠积差分计算全球重力变化，发现在高纬度带地区能够很好的消除南北条带误差，而

3、在赤道附近依然有强烈的误差信号影响。对去相关滤波后的GRACE数据，分别加以300km、500km、800km高斯平滑处理，平滑半径越大，条带误差消除效果越好，同时也使重力变化等信号减弱，不能很好的突出需要的地球物理信号，因此要选择适当的平滑半径。2.2010智利Mw8.8地震粘弹性球体位错模型和分层粘弹性平面位错模型模拟出的同震重力变化大小分别为-2.7～+2.8μgal和-5.6～+1.4μgal，GRACE卫星数据提取的结果为-4.7～+1.1μgal，在空间上分布一致。提取了震后5年每年智利震区的重力变化，发现在正负重力变化区域，重力每年都在增加。通过对智利地震断层上下盘特征点震前震后

4、共十年重力变化的研究发现，在震前A、B两点重力变化幅度不大，略微减小，同震时刻都有阶跃发生，分别达到0.6μgal和-5.3μgal；震后两点重力分别增加了3μgal和1.7μgal。3.2012苏门答腊Mw8.6地震粘弹性球体位错模型和分层粘弹性平面位错模型模拟出的同震重力变化幅度分别为-0.9～+0.91μgal和-2.3～+2.1μgal，GRACE卫星数据提取的结果为-2.8～+3μgal，同震重力变化在正负值变化量上大体是相等的。三者分布一致，说明了GRACE卫星数据的可靠性，证明了GRACE卫星可以检测到9级以下的走滑型地震。震后A、D两点重力分别增加了1.8μgal和1.2μga

5、l；而B、C两点重力分别减少了0.2μgal和0.1μgal。4.分析2010智利Mw8.8地震和2012苏门答腊Mw8.6地震位错模拟同震重力变化结果，分层粘弹性平面位错模拟结果比粘弹性球体位错模拟结果更加可靠，在数值上与GRACE观测结果更为接近。关键词：GRACE卫星数据，粘弹性球体位错，分层粘弹性平面位错，重力变化iAbstractComparedwiththetraditionalgravitymeasurement,theGRACEgravitysatellitesystemhasmoreadvantages.Thenewsystemhaswideobservationrange,

6、andisneitherinfluencedfromtheweathernorgeographicalrestriction.etc.Ithasalsobeenconfirmedthatdetectedseveralcoseismicgravitychangescausedbystrongearthquakes.ThispaperextractsfromtheGRACEdatacoseismicgravitychangesandthoseofseveralyearsaftertheearthquake,andthencomparesthesegravitychangeswiththatofth

7、elatestproducedbytheforwardconputaionofviscoelasticsphericaldislocationmodelandthelayeredviscoelasticplanemodelsoastoanalysehowstrongearthquakemechanisminfluencecoseismicgravityandearthmaterialmovemen