2022年门源6.9级地震的GPS形变特征

利用1999~2021年的GPS观测资料研究2022年门源6.9级地震震中附近区域的地壳形变特征。速度场在祁连山-海原地震带两侧呈现出明显的“南大北小”特性。发震断层速度剖面结果显示,断层两侧挤压速率为3.1 mm/a,走滑速率为3.9 mm/a,这与走滑为主的震源机制解一致。门源地震位于主应变率场和面膨胀率场高值区向低值区过渡的梯度带上,发生在最大剪应变率场和应变率第二张量不变量高值区边缘地区。同震库仑应力触发了大部分的余震,对冷龙岭断裂到海原断裂的地区有一定的应力加载作用。综合地壳形变特征和库仑应力等分析结果认为,冷龙岭断裂到海原断裂地区的地震危险性有所提高。

GPS形变监测网基线处理中系统误差的分析

分析了高精度GPS形变监测网基线处理中系统误差产生的原因、分类及其对基线处理的影响 ,并在此基础上提出消除和削弱这些系统误差影响的一些原则和算法。

强污染单历元GPS形变信号的提取和粗差识别

阐述了小波分析技术用于强污染GPS单历元形变信号处理的基本原理及其实现方法。以含少量粗差的低信噪比形变信号为例 ,研究了基于Mallat分解和合成算法 ,分离信号趋势项并进行粗差识别的技术。采用小波软阈值降噪的方法去除强污染数据中的随机噪声 ,降噪效果远好于中值滤波。最后对识别的粗差信息进行线性修复 。

日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明:距震源较近的IGS站(USUD)的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站(JLYJ)的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。

GPS约束下的2022年台湾地区M_(W)6.9地震破裂滑动分布

利用9个GPS站水平和垂直向形变数据反演2022年台湾地区M_(W)6.9地震破裂滑动分布。结果表明,此次地震破裂至地表,滑移以走滑为主兼逆冲分量,主要沿NNE向延伸,有2个破裂集中区,共释放地震矩约5.73×10^(19) Nm。基于GPS观测和位错理论模型对此次地震的地表形变进行分析,认为同震形变整体上符合台湾岛东海岸区域构造运动特征,菲律宾海板块俯冲欧亚板块是中央山脉断裂活动的主要动力来源。

GPS+3D激光扫描技术在大坝变形检测中的应用

文中提出了一种基于点云聚类技术的大坝表面形变检测系统。经模拟试验分析,该系统监测精度高,能够快速、全面地对大坝的整体形貌进行全面扫描,监测效果较好。

GPS地壳形变和前兆信息与地震预测

地震预测仍然是一个世界性的难题,至今没有找到一种行之有效的地震预测方法。本文首先从地震预测的角度出发,探讨了GPS地壳形变监测在地震研究中所起的作用,并对其未来进行了展望。其次利用江苏省的前兆数据进行了地震预测尝试,尝试结果表明,地震预测效果良好。

基于GPS单历元精密单点定位的2011东日本大地震形变特征研究(英文)

地壳形变信息为Mw9.0东日本大地震研究提供了地震破裂和地震波传播等研究的强制性约束。本文采用GPS单历元精密单点定位(PPP)技术,给出了单历元PPP的定位流程,对日本的6个IGS站(MIZU、TSK2、USUD、MTKA、AIRA、KSMV)的30s采样率观测数据进行了处理,获得了厘米级单历元定位精度。采用最小二乘谱分析方法,分析了6个IGS站的位移时间序列,解算了Mw9.0主震和Mw7.9余震造成的影响以及大地震当天的累计形变。距离震中最近的MIZU站在主震发生后在N、E和U方向上分别产生了-1.202m、2.180m和-0.104m位移,在N、E和U方向的单天累计形变量分别为-1.117m、2.071m和-0.072m。距离Mw7.9余震最近的KSMV站在N、E和U方向的单天累计形变量分别为-0.032m、0.742m和-0.345m。其他站点都有明显的向东运动和下沉。地震造成的地面位移都指向震中,并且台站位移存在明显的弹性回跳。这也说明日本岛弧东北部地区的地壳运动和地震活动是沉入北美板块之下的太平洋板块反作用造成的逆冲过程。

GPS地形变测量和Kaiser效应法地应力测量在云南昆明—玉溪地区及邻区大震跟踪应用研究

2000—2001年川滇地区有大震震情趋势,应用GPS地形变测量(G),Kaiser效应法地应力测量(K)技术,采用GK联合并网方法,同步监测云南昆明—玉溪地区及邻区地形变场、地应力场;依托本构定律及岩石学组合判据,进行发震应力条件、发震几率、震级大小的分析研究;得出云南地区3～5年内不具备发生MS≥7.0大震的发震应力条件;同时划出滇东北形变高值区,10年左右有可能发生MS6.0～7.0地震。

天津地区GPS站点的微动态变化特征研究

根据天津GPS局域网观测资料计算得到各站点的连续位移参量和天津地区整体应变率参量,研究了各站点的微动态位移变化和天津地壳整体微动态应变率。结果显示,2006年上半年和2008年多数站点出现较大幅度的变化,显示出这一时期地壳活动有所增强。2006年上半年站点位移量值是2004—2010年期间最大的,天津地壳应变率在2006年3—4月也达到最大,压应变轴方向显著偏离本区的正常方向(常态为北东东向),其后2006年7月4日在天津西南部附近地带发生了文安Ms5.1地震。在2008年天津地区的部分站点位移量相对增大,可能是受汶川Ms8.0地震产生的远场形变。

晋中盆地构造变形与地裂缝活动GPS监测分析

基于"数字地震网络工程"2007～2010年GPS监测数据,获取了晋中盆地现今地壳形变特征,并进一步利用椭球面块体应变模型研究了晋中盆地现今地壳应变场特征,据此分析了其与地质灾害发生的内在关系,揭示了盆地内地质灾害多发的成因。研究结果表明:晋中盆地现今地壳整体朝南东向运动,在盆地中部清徐—太谷区域表现出明显的拉张运动;晋中盆地现今地壳应变场整体以NW-SE向拉张为主,其中清徐—太谷、介休是应变高值区也是地震、地裂缝灾害多发区,最大主张应变量达1.8×10-6/a,且区域拉张应变方向与地裂缝呈近似垂直关系,进一步证实了晋中盆地地裂缝的强构造属性。

基于GPS观测的张家口-渤海断裂带活动性

文中基于1999年、2007年、2009年、2011年、2013年以及2015年6期GPS区域站观测资料,计算得到了5个相邻时段中张家口-渤海断裂带的水平形变速率和应变率,据此研究了该断裂带的活动性演化特征。结果表明,在5个时段中,张家口-渤海断裂带的总体形变速率平均为1.74mm/a,左旋走滑速率平均为1.59mm/a,压缩速率平均为-0.59mm/a。张家口-渤海断裂带各时段的左旋走滑速率均大于压缩速率,说明其活动性以左旋走滑活动为主,兼有压缩运动。在5个时段中最小主应变率均小于0,为压性,最大主应变率>0,为张性。张家口-渤海断裂带的主压应力方向均为NEE-SWW向,主张应力方向NNW-SSE向;正应变率均为负数,为压性;断裂带的剪应变率值相对于正应变率较大,表明剪应力较强,各时段均以左旋剪切应力作用为主。张家口-渤海断裂带的构造活动具有继承性,在日本3·11大地震后,其构造活动性呈现逐步减小的趋势。

2022年青海门源M_(S)6.9地震前地壳形变特征初探

基于2013~2021年4个GPS周期运动场数据,计算获得各周期应变场结果,探讨2022年青海门源M_(S)6.9地震前4个周期的应变场时空演化特征。结果表明:1)主应变能够更好地反映单点主压-主拉的应变特征;2)应关注最大剪应变率场高值集中区,2016年、2022年门源地震前第一、四周期高值区空间位置的分布对地震风险区的研判具有一定指示作用;3)正-负转换高密度梯度带与等值线四象限中心是面膨胀率场需要关注的重点区域,可作为中强地震的形变前兆信息。

区域性地表形变分析中稳健坐标基准的确定

为更客观合理地反映实际位移,提出按位移分量的一次范数为最小的抗差估计方法确定相对稳定点组,与通常采用的拟稳平差不同,它毋须基于对点位形变情况的先验假设。为有效地区分水平位置和垂直方向的相对稳定点,采用新大地坐标系的点位位移表述。利用上海地区GPS监测网的两期实测数据进行计算,证明了该方法应用于形变分析的可行性和有效性。

中国西部现今地壳形变与地震活动特征

以1999-2004年间中国西部地区近650个GPS站点的观测资料为基础,采用二维"高张力样条"函数内插算法获得了连续地壳形变场。结果表明,相对于稳定欧亚参考框架,中国西部现今地壳运动西强东弱,北向运动从西向东逐渐减弱,东向运动逐渐增强,青藏高原东缘及附近地区是东向运动的消减区带;主应变从西向东由压缩应变转变为拉伸应变;最大剪应变主要位于喜马拉雅地块及其东部地区;中国西部地区地震活动在空间分布上似乎集中发生在印度板块北东向挤压欧亚板块的两条共扼带内,与地壳形变场有一定对应关系,地壳形变的高应变率区为中强地震多发地带。

联合GRACE与GPS比较山西省垂向地表形变

利用2009-05～2010-12共20mon的GRACE时变重力场反演了山西省境内陆地水储量变化造成的地表垂直位移,并与同期的GPS高程残差进行了比较。结果显示,对大部分CORS站而言,GRACE反演的水文地壳垂向形变与GPS高程残差时间序变化量均在-6～6mm之间;由二者提取的年周期信号平均振幅均为2.5mm左右,但是相位存在较大差异。由于GPS数据处理过程未考虑周日、半周日大气潮汐,高阶电离层,及非潮汐海潮的影响,这三项误差会传播到测站坐标的时间序列,对GPS周年信号产生影响,所以可以认为GRACE与GPS结果的差异更多的是来自GPS数据处理的误差。

GPS监测系统基准形变分析与动态随机模拟

把GPS自动化监测系统中工作基点的长期观测资料看成为与时间有关的动态随机序列 ,应用随机过程理论的相关分析法和数字信号系统中的频谱分析法 ,研究了隔河岩大坝GPS自动监测系统中工作基点的稳定性。结果表明 ,该系统的工作基点在垂直方向上存在微小线性形变 ,并有约 1a的长周期变化趋势特征。为验证分析结论的可靠性 ,采用了随机数生成器进行随机数序列仿真 ,所得结果是一致的。研究表明 ,用大子样容量的时序观测资料可以识别隐含在时序误差中的微小形变趋势分量。

非构造形变对区域网GPS垂直形变的影响

文章定量分析了积雪、土壤水、海洋非潮汐3种非构造因素对中国大陆典型GPS连续站和区域网流动站垂直形变的影响特征;逐点计算了这些非构造因素对区域网GPS垂直形变的影响量级,得到经过非构造形变改正的中国大陆2009-2011GPS垂直速度场;并将通过荷载修正后的GPS垂直速度场与通过水准数据获得的中国大陆长期垂直速度场相比较。结果表明:修正后的区域网GPS垂直形变场能更加准确可靠地描述地壳的垂直运动。

川滇交界东段昭通、莲峰断裂带的地震危险背景

川滇交界东段NE向昭通、莲峰断裂带的研究程度较低.为了了解该断裂带是否存在发生强震/大地震的危险背景,我们基于区域活动构造与动力学、重新定位的小震分布和震源机制解、历史地震破裂区、GPS形变场、现代地震活动及其参数图像等多学科的信息进行综合研究.结果表明:昭通、莲峰断裂带是川滇-华南活动块体/地块边界带的一部分,也是活动及变形的大凉山次级块体与相对稳定的华南地块之间的边界带;结构上表现为2个平行展布、朝南东推覆的断裂带,现今运动为带有显著逆冲分量的右旋走滑性质.沿昭通断裂带无大地震的时间至少为1700余年,目前存在地震空区.GPS变形图像反映昭通、莲峰断裂带已不同程度闭锁.另外,昭通断裂带的鲁甸附近以及莲峰断裂带的南段分别存在异常低b值区或高应力区.已由低b值区和小震空白区识别出昭通断裂带上的鲁甸—彝良之间存在高应力闭锁段,并估计出其潜在地震的最大矩震级为MW7.4.本研究因此认为昭通断裂带存在发生强震/大地震的中-长期危险背景,而莲峰断裂带的危险性还需进一步研究.

六盘山断裂带的地震构造特征与强震危险背景

集成活动构造与震源机制解、重新定位小震分布、历史与现今地震、GPS速度场等资料,综合分析了六盘山断裂带的构造动力学条件与变形方式、横剖面构造、历史强震破裂背景、GPS形变以及现代地震活动性,进而探讨了该断裂带的强震危险背景.结果表明:NNW向六盘山断裂带的运动与变形主要缘于青藏地块东北缘的向东水平挤出受到相对稳定的华北地块西缘(鄂尔多斯地块)阻挡而聚集的水平挤压作用;此外,海原和陇县—宝鸡两条NW向走滑断裂带的左旋运动在右阶区的局部会聚作用,也由六盘山断裂带的变形与运动来承受与转换.横剖面上,六盘山断裂带表现为向东推覆的大型逆冲构造带,主滑脱带位于~25km深处,之下很可能存在分隔青藏与华北地块的超壳-岩石圈型深断裂带.沿六盘山断裂带中-南段以及更靠南东的陇县—宝鸡断裂带存在总长为120~140km、至少最近~1400年未发生M≥61/2强震破裂的地震空区.地震空区内的断裂,GPS形变显示已有显著应变积累,地震活动上出现为小震稀疏或空缺的部位,以及低b值区,反映那里的断面业已闭锁,并已有高应力积累.因此,六盘山断裂带中-南段和陇县—宝鸡断裂带应是未来可能发生强震/大地震的两个危险地段,潜在地震的最大矩震级估值分别为M_W=7.3±和7.2±.