检索结果-内蒙古大学图书馆

测绘学报 2022年第9期51卷 1983-1983页

作者：郑增记西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121

地震的发生会造成巨大的破坏和损失,大地测量技术能观测地震形变和反演地震断层的错动情况,对于减少地震灾害具有非常重要的现实意义。GNSS技术已广泛用于震源参数的反演工作,但对于发生在海域的地震,由于GNSS站点往往位于陆地一侧,导... 详细信息

地震的发生会造成巨大的破坏和损失,大地测量技术能观测地震形变和反演地震断层的错动情况,对于减少地震灾害具有非常重要的现实意义。GNSS技术已广泛用于震源参数的反演工作,但对于发生在海域的地震,由于GNSS站点往往位于陆地一侧,导致对断层的约束能力有限。卫星重力技术因其全天候、全球覆盖、连续性,以及不受地域地形限制等诸多特点,可弥补海洋一侧常规观测不足。联合GNSS和GRACE两种观测手段反演震源机制,可进一步提高反演海域地震的震源参数。为此,论文基于GRACE和GNSS观测的同震和震后形变,联合反演了断层参数和地幔黏滞性系数等,主要成果如下。

关键词：震源参数卫星重力观测手段震源机制地震灾害常规观测地震断层震后形变

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联合卫星重力和GNSS观测反演地震断层参数的研究

联合卫星重力和GNSS观测反演地震断层参数的研究

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作者：郑增记中国科学院大学

学位级别：博士

地震经常发生，造成巨大的破坏和损失，大地测量技术能观测地震形变和反演地震断层的错动情况，对于减少地震灾害具有非常重要的现实意义。GNSS技术已广泛用于震源参数的反演工作，但对于发生在海域的地震，由于GNSS站点往往位于陆地一... 详细信息

地震经常发生，造成巨大的破坏和损失，大地测量技术能观测地震形变和反演地震断层的错动情况，对于减少地震灾害具有非常重要的现实意义。GNSS技术已广泛用于震源参数的反演工作，但对于发生在海域的地震，由于GNSS站点往往位于陆地一侧，导致对断层的约束能力有限。而卫星重力技术因其全天候、全球覆盖、连续性以及不受地域地形限制等诸多特点，可弥补海洋一侧常规观测不足。联合GNSS和GRACE两种观测手段反演震源机制，可进一步提高反演海域地震的震源参数。为此，本论文基于GRACE和GNSS观测的同震和震后形变，联合反演了断层参数和地幔黏滞性系数等，获得以下主要成果:　　(1)比较分析了GRACE时变重力场同震和震后信号提取中常用的叠积法和最小二乘拟合法。通过2004年苏门答腊Mw9.3地震的对比分析发现，叠积法不仅容易引入长周期年际变化项信号以及趋势项信号，而且难以分离震后信号;最小二乘拟合法可以精确分离同震和震后信号，但对采用的数据长度要求较高，如果时间段较短，无法剔除长周期信号。此外，采用最小二乘拟合法提取GRACE信号时，拟合因子需尽量接近实际情况。GRACE数据时间范围较长的情况下，建议采用最小二乘拟合法。　　(2)基于GRACE Level-2数据首次成功地提取了2007年Bengkulu地震的同震重力变化信号并分离了垂直位移与密度变化引起的重力效应。基于最小二乘拟合法提取的Bengkulu地震的同震重力呈“正-负”分布，振幅为-2.0～1.3μgal，与位错理论模拟结果符合较好，证明了观测结果的可靠性。此外，同震垂直位移引起的重力变化和密度重新分布引起的重力变化量级相当，并且震中以西垂直位移因素占主导作用，而震中以东密度变化因素占主导作用。　　(3)基于GNSS数据了反演了2007年Bengkulu地震的滑动分布，并联合GRACE和GNSS数据反演了2007年Bengkulu地震的断层几何参数。反演结果表明，此次Mw8.4地震以逆冲为主，兼具轻微的右旋走滑，并且此次破裂具有明显的分段特征，地震发生后，沿着断层面向西北方向破裂，最大破裂点并不在震源附近，而是在震源西北方向180km左右。联合反演得到的断层长度、宽度、均匀滑动量和滑移角的最优值分别为427km、330km、0.78m和114°，相应的地震矩为3.30×1021Nm，矩震级为8.31。与仅基于GRACE反演结果相比，联合反演结果精度提高了50％，显示了联合反演的优越性。　　(4)针对去相关滤波造成的信号扭曲现象，从空间域和频率域分析了重力和重力梯度北向分量的优越性，并基于重力和重力梯度的北向分量反演了2012年苏门答腊Mw8.6地震的断层参数。结果表明，重力和重力梯度的北向分量相较其余分量可以很好地削弱条带误差，并且阶方差最小。GRACE反演结果显示发震断层为滑移角175.26°的右旋走滑断层，断层的走向为113.63°，倾角近乎垂直为89.99°，平均滑移量为28.18m，地震矩为12.85×1021Nm，相应的矩震级为8.71。　　(5)针对传统格网搜索法在反演地幔黏滞性系数时计算量大的缺陷，提出一种“利用震后间隔较长时间数据反演稳态黏度，震后较短时间数据反演瞬态黏度”的反演策略，并利用上述方法，联合GRACE和GNSS数据反演了2004年苏门答腊地震的地幔黏滞性系数。Burgers体可以很好地描述苏门答腊Mw9.3地震后的长期形变，其瞬态黏度在震后1年起主导作用，2～4年瞬态黏度和稳态黏度相互耦合，5～7年稳态黏度起主导作用。远场GNSS数据反演结果的一致性较好，其中ηm=3.2·1018Pa·s，ηk=2·1018Pa·s，而不同GRACE特征点反演结果差异性较大。

关键词：地震观测全球卫星导航系统卫星重力测量数据反演断层参数地幔黏滞性系数

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2018年宁强M;5.3地震前重力场变化特征分析

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中国地震 2021年第3期37卷 704-716页

作者：张永奇韩美涛曹建平郑增记陕西省地震局西安710068 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

利用陕甘川地区2016—2018年5期流动重力观测资料,分析了陕西宁强M;5.3地震前半年和1年尺度的重力场变化特征。同时采用小波多尺度分解方法,对宁强M;5.3地震震中区的布格重力异常进行1~4阶小波分解,并对1~4阶小波细节图像进行分析。研... 详细信息

利用陕甘川地区2016—2018年5期流动重力观测资料,分析了陕西宁强M;5.3地震前半年和1年尺度的重力场变化特征。同时采用小波多尺度分解方法,对宁强M;5.3地震震中区的布格重力异常进行1~4阶小波分解,并对1~4阶小波细节图像进行分析。研究结果表明:(1)宁强M;5.3地震重力场呈现"正向变化—正向减弱—负向变化—负向减弱"演化过程,震前重力场呈现四象限分布特征,震中位于鞍部位置,符合走滑型地震特征;(2)布格重力异常2~3阶小波细节对宁强M;5.3地震孕震特征有较好的反映,对应的场源深度为10~15km,与本次地震震源深度11km有较好的对应关系。

关键词：宁强M 5.3地震重力观测重力场变化布格重力异常小波多尺度分解

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渭河盆地及邻区重力异常小波多尺度分解与解释

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地震研究 2022年第1期45卷 75-87页

作者：张永奇韩美涛张恩会郑增记曹建平宋普伟中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 陕西省地震局陕西西安710068

基于EGM2008重力场模型计算获得了渭河盆地及邻区布格重力异常。采用小波多尺度分解方法对布格重力异常进行了4阶小波逼近和小波细节分解,同时基于平均径向对数功率谱方法定量化地计算出1~4阶小波细节和小波逼近所对应的场源平均埋深。... 详细信息

基于EGM2008重力场模型计算获得了渭河盆地及邻区布格重力异常。采用小波多尺度分解方法对布格重力异常进行了4阶小波逼近和小波细节分解,同时基于平均径向对数功率谱方法定量化地计算出1~4阶小波细节和小波逼近所对应的场源平均埋深。结合区域地质和地震资料,对获得的重力场结果进行分析,得到如下结论:①鄂尔多斯地块、渭河盆地、秦岭造山带3个一级构造单元的布格重力异常之间存在明显差异;构造区内部重力异常也存在横向的显著差异。布格重力异常的走向、规模、分布特征与二级构造区及主要的断裂具有一定的对应关系。②渭河盆地及邻区布格重力异常1~4阶细节对应4~23 km不同深度的场源信息,鄂尔多斯地块南缘东、西部的地壳结构存在明显的差异;渭河盆地凹陷、凸起构造区边界清晰,断裂边界与重力异常边界具有较好的一致性;秦岭造山带重力异常连贯性不好,东、西部重力异常变化特征表现出明显的差异。③渭河盆地及邻区布格重力异常分布与莫霍面埋深具有非常明显的镜像关系。渭河盆地及邻区地震主要分布在六盘山—陇县—宝鸡断裂带、渭河断裂与渭南塬前断裂交汇处、韩城断裂与双泉—临猗断裂交汇处。渭河盆地及邻区重力异常主要由中上地壳剩余密度体所影响,这可能是该区地震以浅源地震为主的主要原因。

关键词：渭河盆地及邻区布格重力异常小波多尺度分解莫霍面深度

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渭河盆地及邻区现今地壳形变及构造特征研究

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地震工程学报 2021年第1期43卷 79-89页

作者：张永奇韩美涛曹建平郑增记宋普伟陕西省地震局陕西西安710068 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

基于2009—2014年渭河盆地及邻区GPS资料,利用Shen提出的连续形变场与应变场计算方法,获得渭河盆地及邻区的水平形变场及应变率场,结合构造地质、地震目录等资料对渭河盆地及邻区的现今地壳形变及构造特征进行研究,并得到如下结论:(1)... 详细信息

基于2009—2014年渭河盆地及邻区GPS资料,利用Shen提出的连续形变场与应变场计算方法,获得渭河盆地及邻区的水平形变场及应变率场,结合构造地质、地震目录等资料对渭河盆地及邻区的现今地壳形变及构造特征进行研究,并得到如下结论:(1)鄂尔多斯地块南缘西段和东段GPS形变场变化差异明显,六盘山—陇县—宝鸡断裂带形变场以挤压变形为主,渭河盆地中部西安—咸阳地区的形变场呈现EW向挤压、SN向拉张特征;(2)主应变率、剪应变率、面应变率变化明显的区域位于鄂尔多斯地块西南缘的六盘山—陇县—宝鸡断裂带、渭河盆地中部的长安—临潼断裂与渭南塬前断裂以及韩城断裂与双泉—临猗断裂附近;(3)未来需要警惕六盘山—陇县—宝鸡断裂带、长安—临潼断裂与渭南塬前断裂以及韩城断裂与双泉—临猗断裂附近的地震危险性。

关键词：渭河盆地及邻区 GPS 速度场应变率场地壳形变

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利用GRACE重力和重力梯度变化估计2012年苏门答腊地震断层参数

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地球物理学报 2019年第11期62卷 4129-4141页

作者：郑增记金双根范丽红中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学北京100049 陕西省地震局西安710068 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 中国科学院国家授时中心西安710600

2012年4月11日苏门答腊北部附近海域发生MW=8.6地震,国际上采用不同数据获得了该地震的断层滑动模型,但断层走滑性质存在较大差异.卫星重力GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)观测覆盖震中区域,可以提供很好的断层参数估... 详细信息

2012年4月11日苏门答腊北部附近海域发生MW=8.6地震,国际上采用不同数据获得了该地震的断层滑动模型,但断层走滑性质存在较大差异.卫星重力GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)观测覆盖震中区域,可以提供很好的断层参数估计约束.本文采用GRACE月重力场模型数据提取了此次地震同震重力和重力梯度变化,表明了北向分量的优越性.并与断层模型理论计算结果进行了比较,分析了Txx(北-北向重力梯度)分量对断层参数的敏感性,以及基于粒子群算法以及Okubo位错模型反演了该地震断层参数.结果表明GRACE观测到的同震重力梯度变化在空间形态分布上与断层模型模拟结果符合较好,但振幅差异较大.重力和重力梯度的北向分量可以很好地压制条带误差,其中gN(北向重力变化)和Txx的误差最小,其次是Txz(北-上向重力梯度),误差最大和对条带误差抑制效果最差的是Txy(北-东向重力梯度).Txx对断层的深度不敏感,对其余断层参数较敏感.基于GRACE反演得到的断层的走向角为113.63°,倾角为89.99°,滑移角为175.26°,平均滑移量为28.18m,相应的矩震为8.71级,且此次地震的走滑性质为右旋走滑.

关键词： GRACE 粒子群算法苏门答腊地震断层参数

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滇东南地区垂直负荷形变特征研究

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测绘科学 2019年第5期44卷 43-47,75页

作者：郑增记范丽红陕西省地震局西安710068 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院国家授时中心西安710600 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GR... 详细信息

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GRACE的贡献值为32.1%,GLDAS的贡献值为26.9%;对于初相位而言,GPS、GRACE、GLDAS三者符合得很好;对于振幅而言,GPS与GRACE的振幅较为接近,GLDAS的振幅最小;通过主成分分析方法所获取的GPS共模误差与GRACE的相关性高达0.90。虽然GRACE的空间分辨率较低,但GRACE为连续监测地表垂直负荷形变提供了一种有效和可靠的手段。

关键词：全球定位系统重力恢复与气候实验全球陆地数据同化系统滇东南垂直负荷形变

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鄂尔多斯南缘地区重力变化场源特征

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地震地磁观测与研究 2021年第3期42卷 84-96页

作者：张永奇韩美涛郑增记曹建平陕西省地震局中国西安710068 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室中国北京100029

以鄂尔多斯南缘地区布格重力异常数据及2014—2017年相对重力观测数据为基础,采用欧拉反褶积方法,对引起重力变化的场源深度进行反演,并对空间分布规律予以解释。通过构建理论模型,反演得到最优模型参数,并对实际数据进行计算和分析。... 详细信息

以鄂尔多斯南缘地区布格重力异常数据及2014—2017年相对重力观测数据为基础,采用欧拉反褶积方法,对引起重力变化的场源深度进行反演,并对空间分布规律予以解释。通过构建理论模型,反演得到最优模型参数,并对实际数据进行计算和分析。为了减弱和消除欧拉解的发散性,利用水平梯度滤波法优化反演结果。结果表明:①构造指数为1时,适合对相对重力数据进行反演,当滑动窗口选择4—8倍测点间距时,可以获得较为可靠的场源参数;②在主要断裂附近,不同时间尺度的场源呈较好的一致性特征;③引起重力变化的场源深度集中在10—30 km,与鄂尔多斯南缘地区的震源深度基本一致;④不同时间尺度的场源位置相对分散,表明引起重力变化的物质流动具有随机性和波动性。

关键词：鄂尔多斯南缘地区重力场变化欧拉反褶积位场反演场源变化特征

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陕西地区环境因素对重力影响研究

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测绘科学 2020年第5期45卷 7-12页

作者：郑增记韩美涛范丽红丁晓光张永奇曹建平陕西省地震局西安710068 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院国家授时中心西安710600

针对不同环境因素对重力影响,采用经典的负荷理论,计算了陕西地区大气、陆地水储量以及非潮汐海水变化等环境负荷引起的重力效应并与西安地震台连续重力数据进行了对比。结果表明:西安台重力残差季节性信号中,全球和局部的大气负荷效应... 详细信息

针对不同环境因素对重力影响,采用经典的负荷理论,计算了陕西地区大气、陆地水储量以及非潮汐海水变化等环境负荷引起的重力效应并与西安地震台连续重力数据进行了对比。结果表明:西安台重力残差季节性信号中,全球和局部的大气负荷效应占主要成分,其对周年振幅贡献达79%,其次是陆地水负荷效应,其对周年振幅的贡献为20%,而非潮汐海水负荷效应非常小,其贡献不足1%。此外,陕西地区陆地水负荷重力效应呈现明显的分区特征,并且由于采用的陆地水同化模型GLDAS没有考虑台站附近地下水的实际影响,导致综合模拟结果与PET重力仪实际观测结果存在约50 d的时间延迟。

关键词：大气陆地水储量非潮汐海水陕西重力变化

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基于重力资料的渭河盆地及邻区地震危险性研究

基于重力资料的渭河盆地及邻区地震危险性研究

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2020年中国地球科学联合学术年会

作者：张永奇郑增记韩美涛曹建平陕西省地震局中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室

1.研究背景与意义受印度板块持续的北东向俯冲推挤,使得青藏高原持续隆升增厚且向北做弥散性运动,其北东向物质向东逃逸的过程中,受到稳定的鄂尔多斯地块阻挡,在其交接汇聚地区就容易形成应力积累,有利于强震的孕育发生。鄂尔多斯地块... 详细信息

1.研究背景与意义受印度板块持续的北东向俯冲推挤,使得青藏高原持续隆升增厚且向北做弥散性运动,其北东向物质向东逃逸的过程中,受到稳定的鄂尔多斯地块阻挡,在其交接汇聚地区就容易形成应力积累,有利于强震的孕育发生。鄂尔多斯地块南缘的渭河盆地地理位置特殊,其南、北部分别被秦岭造山带和鄂尔多斯地块夹持,西部与青藏高原东北缘海原-六盘山弧形断裂接壤,东部与汾河地堑相连。渭河盆地不仅是我国东、西部构造单元的过渡地带,也是深部物质东流的重要通道,此外渭河盆地还处在南北地震带和汾渭地震带相互作用的关键部位,历史地震频发,曾发生多次6级以上大震,尤以1556年华县81/4级地震为最。为了进一步研究渭河盆地地震危险性,本文基于2014～2019年的流动重力资料开展重力场变化特征分析,并结合其他资料开展该地区的地震危险性研究。

关键词：渭河盆地重力资料重力场变化地震危险性

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