芦山Ms7.0地震前重力固体潮时间变化特征研究

发布时间：2020-05-25 02:56

【摘要】：连续重力监测是通过固定点的连续观测,获得表示定点台站的重力时间变化,其包含潮汐和非潮汐成分,但一般以潮汐观测为主。固体潮是一种由日、月和其他天体对地球的引力作用所导致的地球周期性的形变现象。伴随着这种周期性的变形,地球表面的重力、倾斜、应变和经纬度等大地测量的观测量将出现相应的周期性微小潮汐变化,并可被相关测量仪器检测到。地球的潮汐变形与其介质的物理特性密切相关,是连接地球内部构造、地震活动的重要依据。地震孕育过程中会伴随震源区的变形或物质迁移,可能促使固体潮信号产生微小扰动。台站仪器记录的连续重力观测值中,由日月等近天体引起的地球固体潮汐导致的重力变化量是仪器观测的主要部分,而其他构造因素、地壳运动、大气负荷和陆地水等因素导致的非潮汐重力变化量相对潮汐成分的信号能量较小。我国连续重力观测始于1958年,至2009年,随着仪器观测精度的提高和环境监测水平的不断强化,基本形成了数字化、网络化的观测网络,为连续重力观测检测地震前兆信息提供了数据基础。震前潮汐时间与空间变化特征与地震到底具有何种关系,一直是困扰重力工作者的重要问题。继2008年汶川地震后,我国陆续建立了一些新的观测台站,为芦山7.0级地震研究提供了更充分的数据,为连续重力观测研究提取地震前兆相关信息提供了机遇。因此,本文通过精细处理计算芦山地震前潮汐时间变化信号,分析提取孕震相关信息,可为利用连续重力测量进行地震预测和机理研究提供震例参考。本文主要研究工作及结果为:(1)分析比较了三种固体潮预处理软件,选择Tsoft软件对数据进行预处理;比较三种调和分析方法,选择Venedikov调和分析方法解算各主要潮波的潮汐因子、相位滞后等参数。(2)台站数据精细化处理。(3)本文从潮汐因子的计算精度、月潮汐因子方差计算和百分比相对差的统计比较,选择研究M2波。(4)本文对震前的重力数据进行气压改正,发现气压对M2波潮汐因子随时间的趋势变化并无明显影响;研究M2波震前随时间变化的趋势性以及空间分布情况,研究结果表明,芦山地震前M2波潮汐因子趋势变化分为整体上升和整体下降趋势,上升和下降的趋势空间上呈四象限分布,芦山地震处于四象限中心部位,可能是由震前存在的“闭锁剪力”引起区域介质变形或密度扰动所致。(5)对震后半年的数据进行分析,发现M2波潮汐因子震前呈现上升趋势的,震后会出现下降的趋势;而震前呈现下降趋势的,震后则会呈上升趋势,从震前到震后的变化情况可以反映地震的孕育发生及震后的恢复过程。震后重力潮汐M2波潮汐参数的空间变化显示,在芦山地震后的恢复过程中,也大体呈上升与下降趋势的四象限分布,芦山地震处于四象限对称中心附近。
【图文】：

台站分布,重力,芦山,重力观测

现在我国已经在大陆区建成从数据的采集、汇总、整理、处理分析一体化的连续重力观测台网（图3.1）。图 3.1 全国连续重力台站分布图3.1.2 数据来源第三章芦山地震前重力数据分析

台站分布,固体潮,均差值,拟合模型

图 3.2 台站分布数据质量评价用 Nakai 拟合模型，对预处理后的重力固体潮的观测数据进行拟合拟合是在固体潮理论的基础上，以重力的潮汐理论值作为标准对观验[62]。设有重力固体潮观测值 y(t),其 Nakai 拟合模型[63]为20 1 2d ( )( ) ( )dR ty t aR t b k k t k tt （中, R ( t )是固体潮理论值，a为潮汐因子；b 是未知参数；0k 、1k 合多项式各阶的系数。实际中，，取时长 N=48，用最小二乘法解算固体潮资料进行 Nakai 拟合检验和分析。据数据质量判别要求得出结果，经 Nakai 检验，玉树台站的数据记个月，昭通台的数据记录缺失近 12 个月，计算得到它们的观测值残方均差值的概率达到 55.2%，达不到所需的固体潮观测资料的质量述固体潮调和分析的需要，故后述分析研究不考虑这两个台站。其观测值残差小于两倍方均差值概率均超过 85%，故预处理数据可靠
【学位授予单位】：中国地震局地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P315.726

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