天津地区地壳垂向形变(GPS)与文安地震

利用天津地区GPS局域网的观测资料,研究了天津地区地壳垂向形变及其与文安Ms5.1地震的关系。结果表明,在文安地震前,天津地区地壳上升从N向S扩展,到地震期间,全区以上升变化占主导,震后地壳下降由S向N发展。站点的时序变化曲线表明,天津南部的站点在文安地震前后出现了明显的异常,一般出现于震前数月至1年,震后恢复。

汶川M_(S)8.0地震前后南北地震带北段GPS垂向形变特征

2008年汶川M_(S)8.0地震对南北地震带北段垂向变形产生了影响,对1999-2016年多期GPS观测数据进行精密解算,采用多面函数方法分别对研究区垂向运动进行周年运动剔除和空间滤波,获取了汶川地震前后垂向形变特征。结果表明:①以巴颜喀拉块体与华南块体交界带西侧为界,其西部自东向西呈指数函数衰减;东部自西向东呈对数函数形式衰减,且东部衰减程度大于西部,两块体交界南北段垂向形变特征存在差异性,北段隆升速度和变化梯度均弱于南段;②地震前后南北地震带北段垂向形变特征具有明显差异性,相对震前,震后大部分区域隆升速度加快,平均约为2 mm/a,局部区域加快程度较大,最大值达7 mm/a;③垂向速度的差异性变化对地壳的垂向应变积累具有影响,最大正影响区域为巴颜喀拉块体与华南块体交界及其西侧区域,增大了约10×10^(-8)/a,约为震前的2倍,最大负影响区域为川滇块体北部局部区域,减小了约7×10^(-8)/a。建议对巴颜喀拉块体与华南块体交界及其西侧区域和川滇块体北部局部区域强化跟踪分析。

基于多源SAR数据的京津高铁北京段垂向形变监测

基于2010—2016年X波段TERRASAR-X影像和2010—2014年C波段RADARSAT-2影像,利用PS-InSAR算法联合反演了京津高铁北京段沿线的地表垂向形变速率;选择距离水准点最近的PS点与水准点监测结果进行比较分析,发现相比单一平台反演结果,联合解算结果与水准点监测的平均沉降速率更为接近,平均误差为2.5mm/a,远低于TERRASAR-X数据反演的20.0mm/a和RADASAT-2数据的10.6mm/a,说明联合解算的垂向形变能够更加真实地反映地面沉降特征。根据垂向形变对京津高铁北京段沿线地表形变进行剖面分析和坡度分析,结果显示目前高铁沿线形变仍在安全运行允许形变范围之内。

垂向形变改造渔船线形方法及其计算机程序系统的研究(上)

本文提出一种固定站面、垂向形变横剖线的船型改造新方法,有效解决了渔船、拖船之类具有初始设计纵倾~△T船型线型改造的问题。垂向形变法辅之以一种新导出的面积曲线简便改造法,结果可对母型作~△T、Cm、Cb、LCB四参数变换。文章讨论了原理、计算机方法和程序,导出了基本公式并给出设计示例。

地表温度变化对GNSS连续运行基准站垂向形变影响研究

利用实测地表温度数据,计算温度变化对GNSS基准站观测墩和基岩垂向形变的影响;联合大气负荷变化,综合分析温度变化对基准站垂向形变的影响规律。以新疆GNSS连续运行基准站数据为例,结果表明,温度变化对新疆GNSS连续运行基准站垂向影响的年周期项振幅为1.4~2.1 mm,半周年振幅为0.01~0.33 mm,周年项振幅占主要部分;垂向时间序列变化扣除温度变化影响后,RMS值平均减小0.55 mm,精度提高约9%;温度变化与大气负荷变化对垂向形变影响的趋势基本一致,呈现上半年增加、下半年下降,扣除两项影响后精度提高约13%。研究表明,温度和大气负荷变化均为基准站垂向位移周期性变化的重要影响因素。

澳大利亚大陆地壳垂向形变的GNSS影像学分析

在地壳垂向形变监测中全球导航卫星系统(GNSS)技术和合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术分别存在空间分辨率和时间分辨率不足的问题,而GNSS影像学方法基于离散的GNSS站点速度生成地壳垂直运动的图像,可以直接揭示地壳垂直运动的连续空间特性。使用GNSS影像学方法,研究了澳大利亚大陆地壳垂向形变,并通过棋盘格检验和交叉检验的方法对GNSS地壳垂直运动影像的可靠性进行了分析。结果表明GNSS影像学方法可以有效地剔除一些粗差的影响,并减少GNSS地壳垂直运动影像中出现零碎图斑和规则圆弧形突变边缘的问题,但同时也会剔除掉一些峰值和突变值,从而使生成的影像出现过度平滑的问题。GNSS地壳垂直运动影像表明澳大利亚将近98%的地区正在沉降,只有在澳大利亚北部部分地区和东部极小部分地区地壳呈上升运动,沉降和上升的量级基本在−3~1 mm/a之间。所有地区的垂直运动平均值为−0.76 mm/a,中值为−0.72 mm/a。本研究证实GNSS影像学方法具有合理性与正确性,GNSS地壳垂直运动影像能够准确获取大范围、高时空分辨率的地壳垂向形变,有助于揭示区域地壳垂向形变时空变化的细节特征。

2008年汶川大地震临震前震中附近是否存在显著的地壳垂直运动？

2008年5月12日的汶川MS8.0地震是自1976年唐山地震以来发生在中国大陆的最大灾难事件。地震发生后有人通过对GPS数据的动态处理分析认为在地震前1小时内震中附近有非常显著的地壳垂直运动发生,从而提升了地震学界对通过高频GPS观测技术实现地震短临预报的预期。高频GPS观测技术是近年来GPS技术发展的一个重要方面,在研究地震前后地壳形变短期变化过程、地震震源破裂过程等方面取得了非常广泛的应用,但数据解算的精度和可靠性还是受到多种因素的制约。文中提出了一种基于数据静态处理得到的载波相位观测残差来分析测站位置动态变化的方法,并采用这种方法对汶川地震前震中附近几个GPS连续站的数据进行分析,结果表明汶川地震前震中附近并不存在显著的地壳运动。

GNSS影像及其时空特征初探

地壳垂向形变在连续空间和时间域内呈现显著特征,探求其时空变化特征有助于理解地球物理过程,为研究地球内部相互作用机制提供支持.本文使用美国西部地区PBO与中国大陆CMONOC两个GNSS网测站的坐标时间序列,通过基于中位数并顾及年际差异的非参数方法(MIDAS方法)估计测站的速度与不确定性;建立空间结构函数(SSF)并确定区域内各测站间的相对关系;以此为基础,构建顾及空间结构的滤波器(MSF)以剔除粗差,增强区域共性;最后,基于MSF与图像处理技术对速度场进行空间加密,生成了研究区域空间内连续的地壳垂向形变图,即区域GNSS影像.随后,针对两个研究区域,分别利用MSF验证实验与棋盘格检测验证了GNSS成像方法的合理性及生成GNSS影像的可靠性;并通过对比使用顾及空间结构滤波前后的各测站速度与不确定性生成的GNSS影像,验证了顾及空间结构的滤波方法在GNSS影像生成中的必要性,并分析了其中存在过度平滑与规则圆弧状突变边缘的问题,讨论了可能的解决方案.最终,将两区域GNSS影像结果与已有的大地测量学及地球动力学结果进行了对比,发现美国西部地区的GNSS影像正确反映出了海岸山脉以峰值速度为2 mm·a^-1,内华达山脉以峰值速度为3 mm·a^-1,以及赫布根湖地区以峰值速度为1.5 mm·a^-1隆升;洛杉矶地区(峰值速度为-2.5 mm·a^-1),维多利亚河及其河谷地区(速度为-1.5 mm·a^-1),以及蛇河平原东部、蒙大拿州西南部(速度为-1 mm·a^-1左右)的沉降运动;中国大陆的GNSS影像同样反映出喜马拉雅山脉与青藏高原南部(速度呈现为1.0 mm·a^-1),华北地块与天山地块(速度为1.5 mm·a^-1与0.3~0.6 mm·a^-1)等典型区域的隆升;长江下游地区以苏锡常地区(速度为-2.1 mm·a^-1)为中心,向外速度逐渐减小的沉降运动,以及华南地区(速度呈现为-0.6^-1.5 mm·a^-1)、东北地区(速度呈现为-0.6^-1.5 mm·a^-1)、塔里木盆地(速度呈现为-1.2 mm·a^-1)等区域的沉降运动.因此,本文认为GNSS影像具有合理性与正确性,有助于地壳垂向形变的整体时空分布特征研究.

Revisiting the response of western North Pacific tropical cyclone intensity change to vertical wind shear in different directions

The effect of vertical wind shear(VWS)directions on the change in western North Pacific tropical cyclone(TC)intensity is revisited in this study.Results show that the differences in the correlations between VWS in different orientations and the change in TC nondimensional intensity highly diminish,although slight differences are still present.The subtle differences in the correlations are likely associated with different synoptic-scale patterns at upper and lower levels.This result suggests that,in addition to thermodynamic effects,dynamic roles of the synoptic-scale patterns associated with the VWS should also be taken into account when the authors examine how VWS in different directions affects TC intensity change.