全球陆地水储量对检测同震重力变化的影响.pdf

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1、2014年6月地理空间信息Jun一2014第12卷第3期f，()Sl1Vil、i{jV¨fJ＼Vo1．12。NO．3doi：1011709(i．issnI672—4623．2014．03．02全球陆地水储量对检测同震重力变化的影响邢乐林，刘晓玲2，郭清风(1．中国地震局地震研究所，湖北武汉430071；2．湖北省基础地理信息中心，湖北武汉430074；3．湖北省测绘成果档案馆，湖北武汉430074)摘要：以2011年日本Mw9．0地震为例，探讨了同震重力变化理论模拟计算所涉及到的几个关键问题，并利用GLDAS全球陆地水储量模型

2、对GRACE卫星检测到的同震重力变化进行了修正。结果表明，水文效应变化振幅达4IxGal，该影响不可忽略。关键词：日本Mw9．0地震；GRACE；同震重力变化；位错理论中图分类号：1'227文献标志码：}{文蕈编号：720{{jiJ_JfLf⋯大地震同震重力变化能否被GRACE卫星检测到，度变化较小的原因在于洋底地壳膨胀与地表形变引起是GRACE研究学者目前所感兴趣的问题之一。Sun_1的重力变化效应相互抵消；为了抑制重力场变化的季通过地震断层模型正演结果与GRACE观测精度分析节性效应，突出同震变化信号，周新[101利用GR

3、ACE指出，大于Mw9．0的剪切型或者大于Mw7．5的张裂月重力场模型数据，震前数据采用2003～2009年每年型地震所产生的同震重力变化可以被GRACE检测到，3～6月的重力变化平均值，震后数据采用2010年3～6随后发生的2004年苏门答腊Mw9．3地震证实了这个结月的平均值，提取了同震重力变化，其结论与Heki的论。Hanr2首次利用GRACE星间跟踪数据检测到了苏类似，但水文效应仍较为明显。门答腊大地震引起的同震重力变化，成功提取了由地日本Mw9．0地震发生后，邢乐林等利用2002年至震断层错动引起的重力变化，并由此推

4、测了地震引起2010年的GRACE数据，采取了年际拟合方法消除水的洋底地壳膨胀效应。随后，众多学者对GRACE检文效应的周期性变化，计算了地震近场区域近9a来的测20()4年苏门答腊大地震所产生的重力变化进行了研重力年变率。不少学者利用GRACE数据检测到了究。Chen利用GRACE月重力场模型提取了其同震可信的同震重力变化。1约为一7．0Ga1。本文着重利形变变化，分析了地震断层上升和下降区域的两个特用GLDAS全球陆地水储量对GRACE卫星检测到的同征点的震后形变变化：Ogawal4利用地震前后2a的近震重力变化进行修正，

5、并证实了该方法的有效性。场区域大地水准面变化的时间序列，采用周期变化项、同震阶跃项和震后指数恢复项拟合得到位于安达曼海域的重力负变化特征及缓慢震后恢复效应；Panetl5根1．1地表同震重力变化据全球水储量模型消除水文效应的年际变化影响，对为了计算地表的同震重力变化，采用USGS在20()4年苏门答腊大地震区域的GRACE大地水准面变2011年日本Mw9．0地震后公布的有限断层模型作为断化时间序列进行了小波分析，揭示了安达曼海域短期层参数J，利用球体位错理论I计算该强震引起的地震后变化效应及震后9个月仍存在变化；DeLinag

6、ef州表同震重力变化。理论计算结果涵盖以震中为中心的采用4．6a的GRACE月重力场模型数据结合位错理论研究区域(130~155。E，25~50。N)，格网间隔为0．2。，正演结果，提取了2004年苏门答腊地震的同震和震后其地表同震重力计算结果如图1a所示(文中所用图片变化信号；Broersel探讨了海水效应对2004年苏门答审图号均为GS(2012)3075号)。腊地震的同震形变和重力场变化的影响；Heki【8采用1．2固点同震重力变化GRACE月重力场模型结合位错理论正演结果。检测到图1a的计算结果为地表同震重力变化，其结

7、果适了约～5gGal的智利Mw8．8地震同震重力变化负异常合地面重力测量，而GRACE卫星检测到的同震重力区域；Han0利用GRACE星间观测数据结合位错理论变化为空固点同震重力变化，并不包含地表垂直形变正演结果，证实了GRACE卫星对智利Mw8．8地震引引起的空间改正部分。因此，需对地表同震重力变化起的重力变化效应检测能力，重力变化正异常部分幅进行空间改正。公式为”：收稿日期：2({i3-(一20项目来源：{糸¨然”’j：坝lI(412()40IQJ·72·地理空间信息第12誉第3蝴水准高程转换u1．武汉大学学报：信息科学版

8、，2009，34(10)：3结语1190-1195【7】张世龙，唐雅娜．基于遗传模拟退火算法的BP算法研究[『1l本文提出模拟退火的粒子群BP神经网络，将模拟现代计算机，2007(2)：30—33退火法、粒子群法和BP神经网络结合起来，经过实例[8】刘月娥，何东健，李峥嵘．一