2008年汶川地震中断坡-滑脱断层破裂:龙门山挤压隆升的大地测量证据

青藏高原东缘龙门山构造隆升一直存在挤压造山模式和下地壳层流模式之争.下地壳层流模型认为,龙门山隆升与水平缩短关系不大,山前断层只是高原、盆地间差异性垂直运动的结果,高原之下无需挤压模式中的大规模水平滑脱层.本文利用近场密集的同震形变数据,约束汶川地震破裂几何特征及同震滑动分布.反演结果显示汶川地震撕裂龙门山中南段近水平滑脱层,宽度达到60～80km,释放能量约占总标量地震矩的12%,在16～21km深度出现两三个滑动量高达6～7m的破裂区.深部低角度破裂往上转为高角度逆冲,沿龙门山中央断裂以约55°倾角出露地表.汶川地震破裂的几何产状和滑移幅度表明龙门山冲断带发育大规模的近水平滑脱层,是青藏高原东缘地壳缩短增厚、龙门山挤压隆升的重要证据.

地震大地测量学及其对地震预测的促进——50年进展、问题与创新驱动

地球科学进入地球系统科学新时期,在防震减灾国家任务引领下,以空间等高新技术为特色的现代大地测量学与地震学、构造地质学、岩石力学和复杂动力系统理论相交融,历经50年艰难探索,一门交叉新兴学科——地震大地测量学初步形成。从科学思想与实践效果的视角,简述所取得的基本进展与问题,例如建立多尺度空-时(频)域精密监(探)测系统;开拓现今大陆地壳运动与变形动力学(10-2s^102a)新领域,精确获取前人未能知晓的自然现象;揭示出中国大陆地壳形变系统是一个自组织动力系统,地震是此系统演化过程中为保持长期稳定的自调节暂态行为,具可预测性,又极难实现完全确定性的预测;尽管仍待长期探索,而当下已有可能对其中某些地震作出不同程度的预测。以科学思想创新为基础,提出了促进地震预测创新、脱困的新途径、新模式、新对策和具可操作性的新方法。

地震大地测量学五十年——对学科成长的思考

基于21世纪地球科学发展战略,从科学方法论和科学文化的视角,反思学科发展中可能存在的几个问题:观测理论与技术的"引擎"作用;观测数据挖掘与理解;多尺度动力系统模拟;推进预测进步;学科框架与科学认知途径等。

强震变形的地震大地测量监测与研究

地震大地测量是将大地测量(特别是空间大地测量)与地震学及构造地质学进行融合的新兴交叉学科,其可用于监测地震孕育的地球物理背景场及动态变化过程,对相关形变实现了10^2a^10^-2s的宽频带监测,基本弥补了地震学与构造地质学间的频率空白。以多频带的地震大地测量技术(GNSS、In SAR、高频GNSS)为支撑的陆态网络工程,不仅获得了中国大陆长期的地壳运动图像,而且在强震形变监测中发挥了重要作用。汶川、芦山、尼泊尔廓尔喀及九寨沟等地震的研究成果表明,高频/静态GNSS、In SAR、精密水准相融合的多频大地测量,极大地拓展了地震形变监测的时空频域,促进了大陆型地震的相关研究,为地震预测预警研究奠定了基础。然而,目前使用的地震大地测量资料有限,同时,我国地震大地测量监测网络也有待不断加密和优化。

一种基于比长基线场天文大地测量的陀螺经纬仪校准装置

提出以场地条件类似的比长基线场代替天文大地点进行陀螺经纬仪的校准。从观测原理的误差分析入手,分析对测量精度的要求和仪器选取;将GPS和工业电子经纬仪用于天文大地测量,并对观测方法加以改进,建立一套基于比长基线场的陀螺经纬仪方位角校准装置;最后,给出校准装置的不确定度分析。实验证明,其精度能达到规程的要求。

从影响因子看《大地测量与地球动力学》的质量现状

通过分析影响因子与期刊质量的关系,结合《大地测量与地球动力学》2002—2010年影响因子的变化,客观地评价该刊的质量现状。

GNSS约束的2022年泸定M6.8地震滑动分布及同震应力变化

2022年9月5日四川泸定县发生M6.8级强震,震中位于鲜水河断裂东南末端,野外地质调查初步结果显示本次地震并未发现明显的地表破裂迹象.本文基于震后科考GNSS流动观测和震中周边连续站观测资料,解算并提取震中90 km范围内31个测站的静态水平向同震位移.结果显示:GNSS同震形变场空间分布呈现明显的左旋走滑特征,观测到的最大水平向同震位移达23 cm,震中距50 km范围内同震位移量普遍大于1 cm.基于GNSS观测资料反演得到的同震滑动分布显示泸定地震地表破裂主要集中在磨西至田湾之间,主破裂深度2~8 km,最大滑动量~1.96 m,地震矩9.25×10^(18)N·m,对应矩震级M_W6.6.静态库仑应力结果显示本次地震增强了震源破裂区周边活动断层的库仑应力,并触发了大量余震,余震主要发生在库仑应力增强区域.结合震间闭锁分布、历史地震及库仑应力变化,我们认为未来需要密切关注与磨西断裂交接的安宁河、大凉山断裂以及康定—磨西段的地震危险性.

基于云计算的地震网络数据安全态势感知仿真

地震发生前具有特殊波动响应特征,通过地震台网灾害信息可确定震灾范围,但是网络个人用户无法通过终端服务器及时查询地震数据,导致对地震的安全感知出现延迟问题。针对地震数据处理的任务密集、流程复杂的计算需求,提出基于云计算的地震网络数据安全态势感知方法。在地震节点布局中融入贝叶斯结构,构成混合结构化安全态势采集模型。应用数据分类方法估计出地震态势数据,提取地震发生的隶属度特征,构建地震网络数据安全态势感知模型。按照区域影响因子算出地震信息量,利用相似原则区分灾害程度,检测地震发生范围的安全态势。实验结果证明:研究方法感知获取的地震层间位移与震中国方位角和实际情况一致,偏差较小,能够明确当前地震区域的安全态势。

《大地测量与地球动力学》未被引文章分析

利用中国知网数据库检索系统获得《大地测量与地球动力学》2007～2012年度总载文中未被引文章的基本情况，在此基础上，详细统计了这些未被引文章的年度分布、作者来源分布以及栏目分布特征，结果表明选题重复、论据浅显、创新有限、前瞻不足等是未被引文章的主要症结，也是广大作者今后提高文章被引频率需要注意的关键问题。如何降低可能的未被引文章的数量，从而提高期刊的总被引频率，是《大地测量与地球动力学》进一步发展需要面对的重要问题。

四川地区流动重力观测及其在地震预测中的应用

通过回顾四川地区测网变迁和震例总结,客观阐述四川流动重力观测的发展历程及其在地震趋势判定中的应用效能。结果表明,利用流动重力资料观测到高梯度带、四象限分布、零值线拐弯等重力场时变异常信号,对川滇菱形块体内部及边界带发生的汶川地震、芦山地震、九寨沟地震、泸定地震等地震进行了准确的中期预测,尤其在强震地点判定上预测效果较好,准确率达60%。

2022年门源M_(S)6.9地震同震应变观测

以2022年门源M_(S)6.9地震为例,将17个台站的四分量钻孔应变仪1 sps采样率的同震应变观测值与利用QSSP软件正演计算得到的同震应变模拟值进行拟合,分析二者的相关性。结果表明,17个台站NS向和EW向的P波波形拟合较好,相关系数平均值分别为0.835和0.842,达到高度相关,表明钻孔应变观测数据可较好地反映地震破裂信息,在理论上进一步验证钻孔应变观测数据可用于地震破裂过程的研究。

川滇块体东边界断裂带应力演化特征及地震危险性数值

建立川滇块体东边界及龙门山断裂带区域三维粘弹性有限元模型,以GNSS速度场为约束,计算区域内主要断裂带长期平均构造应力积累速率;并根据历史地震破裂滑动模型,计算其对鲜水河断裂带、龙门山断裂带等造成的同震和震后库仑应力变化,从而得到研究区域主要断裂带总应力演化结果。研究表明,鲜水河断裂带、大凉山断裂带南段以及理塘断裂带的构造应力积累速率较高,达到1.0~1.5 kPa/a。2022年泸定MS6.8地震破裂区在一个地震复发周期内的构造应力积累量约为0.177 MPa,而历史强震产生的库仑应力加载量为0.07 MPa,二者共同导致了泸定地震的发生。此外,安宁河断裂带地震空区在前次地震离逝时间(约487 a)内的总应力积累量约为0.3 MPa,大凉山断裂带南段以及理塘断裂带历史地震离逝时间均为千年左右,总应力积累量>1.0 MPa,可能有较大的地震活动潜力。

一种基于K-Means均值聚类算法的大地测量数据粗差探测方法

粗差探测是大地测量数据处理过程中的重要环节。通过实验模拟生成一类典型大地测量观测数据的粗差,将生成含有白噪声和粗差的观测数据作为数据集,通过K-Means均值聚类算法对数据进行聚类,依据粗差数量约占观测值总数的1%,实验中选取参数5作为该算法的聚类中心个数,远离聚类中心的数据可被认为是粗差,因此粗差的探测成为研究重点。研究结果显示,该粗差探测方法的准确率为88.17%,对海量大地测量观测数据的预处理具有应用价值和科学意义。

地铁监测测量机器人在线计量方法研究

测量机器人作为地铁监测的主流设备,其量值溯源存在较大困难,急需建立一套可行的校准方案。通过结合测量机器人的实际应用场景,提出了一种在线计量校准方法,确立了ATR测角分辨力、测距分辨力和空间距离测量误差3个关键技术指标。然后以分辨力检验台和长度标尺配合球棱镜为标准装置,确定了具体的校准方法,并对测量不确定度进行评定。最后,通过模拟实验和对武汉地铁监测4台设备进行在线校准,准确反映出了不同设备的技术性能,验证了方法的可行性和有效性。该方法或可为所有测量机器人的ATR功能校准提供一种参考依据。

宜昌地震台山洞伸缩仪干扰分析

宜昌地震台新型SS-Y伸缩仪安装至今运行已有10年,本文采用Venedikov调和函数方法对宜昌地震台山洞观测SS-Y伸缩仪2014—2022年数据资料进行分析。结果表明:伸缩仪数据内在质量较好,两个分量潮汐因子远大于1;且NS分量观测精度优于EW分量。通过地球物理台网数据跟踪分析平台发现,宜昌台2014—2022年间SS-Y伸缩仪数据预处理前有各类干扰存在。经综合分析,归纳为4大类干扰因素(观测系统、自然、场地、人为)影响,数据曲线形态表现多具有突跳、台阶、断记、错误数据、同步趋势等基本特征。在对2021年2月21日发生的场地环境干扰进行数据滤波处理后,两个分量可清晰记录到尖脉冲爆破干扰。对这些干扰特征的归类甄别,可为台站形变伸缩仪数据日后预处理准确识别及异常判定提供参考。

地震台站智能网络方案设计与分析

智能网络又可称为智慧网络服务平台,是综合运用物联网、云计算、移动互联网和大数据技术,结合自动控制技术,将地震台站设备智能控制、台站工作人员环境感知和身体健康感知、生活安全感知以及信息交流等居住生活有效结合起来,通过路由器、交换机、各种价格低廉的家庭智能硬件,构成系统完善的远程自动化监控系统,对台站内的电源、温湿度等工作环境进行实时监控,及时准确发现并报告台站安全隐患和设备故障,以及智能控制台站所有的照明系统和安保监控系统,提高台站职工工作与生活效率。创造出健康、安全、舒适、低碳、便捷的有效个性化工作生活空间。

湖北宜昌台DZW重力仪观测质量及记录地震特征

为了分析湖北宜昌台DZW重力仪2020—2022年观测资料的质量,总结宜昌台重力仪的记录地震能力,为地震预测提供准确的参考资料。首先对宜昌台重力仪2020—2022年观测资料的完整性、连续性、M_(2)波潮汐因子和M_(2)波潮汐因子中误差进行了分析,再以宜昌台为圆心,对半径5 000 km范围内的2020—2022年重力仪记录的M_(S)≥4.0地震资料和实际地震的对应情况进行统计分析,得到重力仪对震中距5 000 km范围内地震的记录能力,最后获得震级(M_(S))与震中距(R)的理论拟合关系为M_(S)=1.185 7lg R+2.153 5,进而推导出宜昌台重力仪记录的最小地震为M_(S)2.1。但因受到震源深度、地下传播介质、震源区地质构造共同作用,以及震中距1 000 km内的地震记录有限,导致宜昌台实际记录最小地震与计算结果有所差异。

基于ArcGIS的湖北地震监测台站空间分布特征研究

基于ArcGIS平台,通过湖北地震监测台站分布与行政区划、活动断裂带、地震动峰值加速度区划之间的空间关系,定量研究湖北地震监测台站的空间分布特征。研究表明,在湖北部分地市存在地震监测空白或薄弱区域;超50%的地球物理监测台站和约三分之一的测震台站在距活动断裂10 km的范围内;所有地震台站均位于地震烈度Ⅵ级以上区域。

用多种数据构建2008年汶川特大地震同震位移场

本文主要以GPS、精密水准观测和卫星SAR遥感图像分析2008年汶川特大地震同震位移特征.GPS数据包括:(1)四川盆地和川西高原地区各类国家等级GPS网点复测;(2)沿破裂带国家天文大地网GPS复测.前者推算的同震位移测定精度优于2cm,后者6～8cm.SAR遥感资料包括:(1)ALOS卫星升轨相位干涉图像,精度优于8cm;(2)ALOS和ENVISAT卫星影像合成的三维位移图,精度优于0.5m.同震位移场显示,断层下盘(四川盆地)变形总体呈扇形集中指向震中,断层上盘(龙门山)变形总体上呈逆时针旋转态势,最大的实测水平位移5.5m.汶川、理县、茂县等地测站位移指向破裂带方向,而平武、青川等地测站逐渐转变为平行,乃至远离破裂带方向,与汶川地震逆冲兼走滑的破裂特征一致.断层上盘大幅隆升,下盘靠近断层的区域以下沉为主,远场表现为幅度很小的隆升,垂直升降区域间,有一条与龙泉山断裂带平行的升降过渡带,调节龙泉断层的应力状态.用实测变形场检验多个地震波破裂模型表明,近场(距离断层50km)模型形变准确度可达40～50cm,远场精度优于5cm.

滇西地震预报实验场区重力长期变化特征及其机理

文中基于滇西地震实验场1986-2014年间近30a的流动重力观测资料,研究了该地区重力场的长期变化背景。结果表明,重力场长期变化背景以负变化为主,年平均变化率约为-1.24×10^(-8)m/s^(2);空间分布上,重力场变化的剧烈程度与断裂带分布和历史强震活动存在密切关联,红河断裂北段、龙蟠-乔后断裂对本地区的重力场变化和地震活动分布具有明显的边界作用。结合地壳垂直形变、地壳结构和区域动力学背景对重力场变化机理进行分析,重力场整体负变化趋势可能反映下地壳物质流引起的地表隆升和地壳增厚,而重力场变化空间分布的细节则与区域动力学背景下具体断裂带的活动特性以及相关的局部性物质分布变化有关。