全球超导重力仪地震频段背景噪声

详细研究了超导重力仪台站背景噪声水平的评估方法;基于该方法,选取了2010智利地震、2011Tohoku地震和2015智利地震前后多台超导重力观测数据,评估其在地震频段的背景噪声水平,得到了不同台站的地震噪声等级SNM;对不同超导重力仪记录背景噪声水平最低的5天进行统计分析,得出包含大震事件的多台站连续超导重力数据求取最平静期时段,大震发生前5天至大震发生后10天可不予考虑,为多台站的地震平静期时段选取提供参考。

丽江台超导重力仪检测的漾濞M_(S)6.4与玛多M_(S)7.4地震同震重力变化

基于丽江台OSG超导重力仪在2021年漾濞M_(S)6.4和玛多M_(S)7.4地震前后的连续观测数据,使用调和分析提取重力残差时间序列与同震重力变化信号,利用球形地球地震位错理论计算2次地震在丽江台引起的同震重力变化。结果表明,漾濞和玛多地震同震重力变化观测值与理论值存在差异,观测值分别约为-4.37 nm/s^(2)和28.57 nm/s^(2),对应的理论值分别为-0.19 nm/s^(2)和0.24 nm/s^(2)。探讨地下水对重力变化的影响,发现其重力效应与地震的理论同震重力变化处于同一量级。对比丽江地区同时段GPS观测的30 s采样数据与超导重力观测数据,发现2次地震前后的同震位移突变幅度远小于重力变化幅度,表明超导重力仪受到地震脉冲信号的影响,导致其重力变化观测值在2个地震发生期间显著增强。

武汉九峰地震台超导重力仪观测分析研究

连续重力观测和GPS的技术结合能够监测到物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.和相对重力测量以及绝对重力测量技术相比,其避免了时间分辨率和观测精度低,无法精细描述观测周期内的物质迁移过程问题.本文利用武汉九峰地震台超导重力仪SGC053超过13000h连续重力观测数据;同址观测的绝对重力仪观测结果;气压数据;周边GPS观测结果;GRACE卫星的时变重力场;全球水储量模型等资料,采用同址观测技术、调和分析法、相关分析方法在扣除九峰地震台潮汐、气压、极移和仪器漂移的基础上,利用重力残差时间序列和GPS垂直位移研究物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.结果表明:在改正连续重力观测数据的潮汐、气压、极移的影响后,不仅准确观测到2009年的夏秋两季由于水负荷引起的约(6～8)×10-8 m.s-2短期的重力变化.而且在扣除2.18×10-8(m.s-2)/a仪器漂移和水负荷的影响后,验证了本地区长短趋势垂直形变和重力变化之间具有一致的负相关性规律.同时长趋势表明该地区地壳处于下沉,重力处于增大过程,增加速率约为1.79×10-8(m.s-2)/a.武汉地区重力梯度关系约为-354×10-8(m.s-2)/m.

利用绝对重力测量精密测定超导重力仪的格值因子

利用九峰重力基准站FG5绝对重力仪(AG)同址观测结果,精密测定了超导重力仪(SG)的格值因子。数据处理结果表明,超导重力仪(SG)的平均格值因子为-76.960±0.085×10-8ms-2/V,精度在0.1%量级,连续两天的绝对重力观测获得的格值因子趋于稳定且精度优于0.2%。

利用超导重力仪观测资料检测地球近周日共振

简要介绍了地球近周日摆动（ＮＤＦＷ）及其在周日重力潮汐中共振的理论背景，利用武汉和Ｂｒｕｓｓｅｌｓ两台站超导重力仪的潮汐观测结果，采用造积方法（Ｓｔａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄ）检测ＮＤＦＷ，根据ＮＤＦＷ在４个周日潮波的共振，得到近周日摆动的本征频率和品质因子．考虑ＮＤＦＷ，可精化地球模型，更客观的理解和分析固体潮观测值和其它一些地球物理现象．

超导重力仪背景噪声水平分析

基于拉萨超导重力仪（SG）4a的连续观测数据计算其在地震频段（200-600s）的背景噪声水平,并研究气压、采样率等对功率谱密度（PSD）的影响。分析比较全球地球动力学计划（GGP）公布的2013年全球SG在地震频段和亚地震频段的背景噪声水平,结果发现：1）在频率低于10-3 Hz时,潮汐和气压改正可以很好地改进重力PSD;2）在频率低于0.5×10-3 Hz时,超导重力仪的噪声水平明显优于地震仪,表明SG更适合研究长周期地震和亚地震模;3）全球SG地震频段噪声水平的范围为0.180~1.964,亚地震频段噪声水平的范围为1.860-3.853。

SG-053超导重力仪的观测结果分析

对SG-053超导重力仪在国家重力台网中心观测基地观测数据的分析结果表明,该基地的环境噪声水平为1.146×10-8ms-2,对O1波、M2波等主要潮波潮汐因子的测量精度达到了0.01%的量级,因而可以用作连续重力观测网的基准站仪器。

武汉基准台超导重力仪重力潮汐观测结果

本文采用重力残差信号对武汉基准台超导重力仪的原始观测数据（２０秒采样）作预处理，将原始观测信号分解成重力潮汐和残差两部分，在残差信号中消除一些已知的干扰因素的影响。利用ＥＴＥＲＮＡ软件作调和分析，两主波（Ｏ１和Ｍ２）的重力潮汐参数（振幅因子和相位滞后）为：Ｏ１：１．１７８８±０．０００６，－０．５９７５°±０．０２８°；Ｍ２：１．１７１３±０．０００２，－０．５８７３°±０．００８°经海潮改正以后，Ｏ１和Ｍ２波的潮汐参数与Ｗａｈｒ－Ｄｅｈａｎｔ潮汐模型值相比，振幅因子的偏差优于０．１％。

超导重力仪检测2011年日本东北Mw9.0级地震前的重力扰动信号

对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一.对大地震前的扰动现象的研究有助于认识地震孕育的动力学过程,震前重力扰动已成为关注的热点之一.为检验日本Mw9.0级地震是否存在震前扰动现象,本研究利用全球超导重力仪记录到的地震前后7天内20组秒采样数据进行分析.经潮汐、大气改正等处理去除仪器的漂移及残余潮汐效应,得到非潮汐重力变化曲线.结果表明大部分振幅大于30×10-8 m.s-2的曲线反映了全球Mw≥6级地震引起的高频波动信号,其中11组数据在3月9日Mw7.3级前震之前出现了扰动现象.震前扰动可分解为三个频段,其中,低于0.1Hz和高于0.18Hz的分量分别反映了地震波动信号及非构造信息,中间频段(0.118～0.18Hz)信号能够较大程度地压制地震波动信号、并同时保留异常扰动信息.它的振幅在3月7日10时之前基本保持约1×10-8 m.s-2,之后开始逐渐增大,到3月9日7.3级前震前后达到最大,此后振荡衰减,振幅保持约(5～10)×10-8 m.s-2,直至主震发生.中间频段信号的变化特征与主震前的应力迁移过程以及实验记录到的地震成核过程有许多相似之处;不过,震前重力异常是否与主震前的应力加速积累有关,仍待进一步研究.

用GWR-C032超导重力仪观测资料实施对LCR-ET20重力仪格值的精密测定

利用我国武汉国际重力潮汐基准站GWR C032超导重力仪与LCR ET20重力仪的同址观测资料,采用多线性回归方法(Multi linearRegressionTechnique)实施了对ET20重力仪格值的精密测定,获得的格值为42.2932±0.0080×10-8m·s-2/V。为了说明获得格值的有效性,我们用获得的格值对ET20重力仪观测数据进行标定,然后进行调和分析,将分析结果与同期C032超导重力仪观测资料分析结果相比较。数值结果表明:利用ET20重力仪可获得与超导重力仪相近的潮汐参数;经海潮改正后由LCRET20重力仪获得的振幅因子与理论值之差,与由GWRC032超导重力仪获得的振幅因子与理论值之差十分接近,说明获得的标定因子可靠性。

利用积谱研究气压对SGC053超导重力仪的影响

利用中国地震局武汉九峰地震台SGC053超导重力仪超过13 000小时的重力固体潮和气压观测数据进行相关分析和积谱分析。结果表明:重力残差信号主要是由气压变化引起的,相关分析的气压导纳值为-3.116nms-2/mbar;气压导纳值和频率之间具有依赖性,气压导纳绝对值频率依赖方程为y=7.036x+2.524;利用固定气压导纳值和导纳值频率依赖的方程进行气压改正结果几乎一致,相差不超过±(1～2)nms-2。

利用全球超导重力仪数据检测长周期核模

采用全球地球动力学计划观测网中 13台超导重力仪长期连续观测资料 ,探讨了长周期核模检测的可能性 .采用相同的方法剔除了所有 13个观测序列中的重力潮汐信号、仪器漂移和大气重力信号 ,估计了各个序列的功率谱密度及其积谱密度 ,估计并分析了非潮汐不同频段背景噪声 .结果表明 ,在两个潮汐间频段 (0 0 4 7～0 0 75cph和 0 0 89～ 0 117cph)和亚潮汐频段 (0 172～ 0 333cph) ,全球超导重力仪的平均噪声水平分别为 0 0 6 4 9,0 0 35 0nm s2 和 0 0 138nm s2 ,可以检测到的全球谐信号幅度极限分别为 0 0 4 16 ,0 0 2 31nm s2 和 0 0 0 98nm s2 ,表明全球超导重力仪观测资料基本可以识别长周期核模信号 .在全球超导重力观测中 ,在潮汐间频段发现周期分别16 5 5 ,15 79,11 0 0h和 10 0 9h的全球谐信号谱峰 ,可能来自于液核长周期振荡 ;在亚潮汐频段没有Smylie 1992年发现的Slichter模信号 ,但存在 8个全球谐信号的谱峰 ,参考现有的理论模拟结果 ,Slichter模是这些信号可能的来源之一 .

用绝对重力仪测定超导重力仪格值的精度分析

讨论用绝对重力仪观测数据测定超导重力仪格值精度问题,分析影响该精度的各种可能因素。分析说明,选择大潮期间进行格值标定对提高标定精度有利,标定计算前必须去掉仪器的线性漂移,同时还必须检验并改正数据间的时间偏移。以武汉台用FG5-112绝对重力仪对GWR-C032超导重力仪的实测标定结果表明,达到0.1%的相对标定精度是比较困难的,需要非常长的绝对重力观测时间;而达到0.2%的相对标定精度,仅需要5天的绝对重力观测数据,且可满足大多数超导重力仪观测精度的需求。

利用SG-C053超导重力仪检测智利8.8级地震激发的地球自由震荡

利用SG-C053超导重力仪的观测资料,研究了2010年2月27日智利Ms8.8地震引发的球形自由振荡0S0～0S48的所有基频振型,检测结果与PREM模型的理论值相比,二者基本相符。

超导重力仪用液氦恒温器研制

介绍了一套超导重力仪用液氦恒温器,包括技术指标要求、总体结构、关键技术、试验步骤及结果。恒温器液氦消耗量为0.8L/h,真空腔体内部温度稳定度为±5mK,低温下真空腔体真空度优于5×10-4Pa,各参数均优于技术指标要求,完全满足超导重力仪工作环境要求。表明该设计方案是合理的,试验流程是正确的。

超导重力仪台站背景噪声水平评估及信号提取

超导重力仪台站的背景噪声水平是评价观测数据质量和台站观测环境优良水平的一个关键指标,可以为台站选址、仪器校正以及观测数据用于地球动力学研究的潜力评估提供必要的前提和依据。另一方面,超导重力仪可以探测到许多微弱的地球动力学信号,有些信号甚至＂藏＂于背景噪声中,对这些信号的检测和研究有助于了解地球内部结构及各种地球动力学过程。

国际GGP计划和武汉超导重力仪观测

介绍了近年来应用部分超导重力仪观测研究地球动力学研究方面的成果 ,包括精密测定地球潮汐常数 ,研究大气和海洋潮汐信号 ,确定地球自由核章动参数和检测地球自由振荡等内容。

武汉超导重力仪测定的近周日共振

采用武汉超导重力仪在新台站1997-12-20～2000-04-30期间重力潮汐观测资料和最新海潮模型研究了地球的近周日共振.结果表明,地球近周日自由摆动的本征频率为-(1+1/435.2)Ω(Ω为地球自转恒星频率),品质因子为4730,共振强度为(-6.34×10^(-4),-0.09×10^(-4))°/h.为了便于比较,采用该仪器在旧台站1985-11-25～1994-12-31的观测资料作了同样的工作,结果表明,相对较大的背景噪音将严重地扭曲拟合的近周日共振特征.近周日共振导致P_1,S_1,K_1,ψ_1和φ_1波的扰动分别为-0.0682,-0.0025,-0.6989,0.0277和0.0072μGal.考虑近周日共振效应可以有效改善局部的潮汐理论模型和海潮负荷重力效应改正模型.

超导重力仪GWR-TT70在武昌站的测量结果及其长期稳定性分析

介绍了超导重力仪 GWR- TT70 ( 1986- 0 1～ 1993- 12 )在武昌站的观测数据及潮汐参数的计算结果。采用了非数字滤波调和分析法 ,计算出该仪器观测重力值对气压的响应系数和长周期波潮汐参数 ,得到潮汐因子在 8年中的稳定度为 0 .5%以内。最后分析了仪器漂移特征和武昌站重力长期变化的可能量级。