基于动态平差方法的滇西地区长期重力变化研究

详细信息    查看全文 | 下载全文 | 推荐本文 |

• 作者：康开轩郝洪涛
• 会议时间：2015-09-01
• 关键词：地震观测 ; 重力变化 ; 动态平差方法 ; 地壳形变
• 作者单位：中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室,武汉430071;中国地震局地壳应力研究所科技创新基地,武汉430071
• 母体文献：中国地震学会第十五次学术大会论文集
• 会议名称：中国地震学会第十五次学术大会
• 会议地点：兰州
• 主办单位：中国地震学会
• 语种：chi
• 分类号：U44;TU4

摘要

选取滇西重力测网1986-2014年流动重力观测资料,及下关、丽江、昆明3个绝对重力基准点多年复测资料做基准控制,采用线性速率模型模拟观测过程中重力场的时变信息,建立了绝对重力基准点约束下的动态平差模型,获得了滇西地区统一时间基准和空间基准的长期重力变化空间分布,并结合地壳形变观测结果和全球陆地水模型,估算了测区内由地壳几何形变及水负荷引起的重力效应,分析了滇西地区长期重力变化空间分布特征.动态平差是建立在测量对象的时变具有规律性、均匀性和积累性的假设上的,对静态分期平差有良好的概括性,克服了静态分期平差需假定每期观测过程中各测点的重力值不发生变化的缺点,可以同时处理包括不完整观测的多期观测数据。将动态平差原理应用于滇西重力测网28年间流动重力观测资料的处理,采用线性速率模型拟合重力背景场长期趋势;优化方程解算,对变化率参数做显著性检验,剔除变化不显著的参数,使速率模型更接近真实物理场;采用相关稳健估计模型解决相关观测中的粗差问题,采用Helmert方差分量估计方法实现基于验后信息调整不同期次测量中不同仪器观测值的权重,保证精密重力网测量多期数据联合解算结果的合理性。式中,基准时间to处的重力值为gl0和重力变化率为g,仪器线性漂移率为Dk,格值系数为LK,Pk为未知变量(若仪器格值系数由基线标定精密确定,则Lk,Pk为已知参数)。 研究结果:选定数据长度区间的中间年份(2000年)为基准时间,昆明、丽江、下关绝对重力观测为空间基准控制,得到动态平差后各测点相对于基准时间的重力值和重力变化率。测区内观测次数较多、时间跨度较长的96个测点中,大部分测点的重力值长期变化呈下降趋势,最大下降速率约8.7xl0-8ms-2a-1。王伟等GPS观测结果表明云南地区垂直运动主要为上升趋势,大部分垂直速率在(0~3)mma-1之间。利用基于平均球形地球模型的垂直重力梯度(约-3.08x10-8ms-2cm-l),可以得到由地表垂直位移引起的重力变化约为-(0~0.9)xl0-8ms-2a-1,基于地表负荷响应的理论计算方法利用全球陆地水模型GLDAS计算测区内水负荷引起的重力效应,并估算出测区内各重力测点的水负荷重力效应改正量级约为1xl0-8ms-2a-l左右。滇西地区重力长期变化率的空间分布结果为地壳垂直运动、陆地水负荷效应、及该地区深部壳幔物质迁移和质量再分布等因素的综合反映。 结论:(1)基于分期静态平差解算获得的重力年变率为各期次观测结果的等权拟合结果,没有考虑不同仪器不同年代观测资料的精度的差异,而本研究中采用的基于动态平差模型的整体平差解算对参与计算的不同仪器不同年代观测资料采用了不同的权重,并依据验后信息对各类观测数据作了较为客观的调整,同时采用相关稳健估计有效减弱了粗差的影响,其解算结果较分期平差结果更为合理。(2)滇西地区大部分测点的重力值长期变化呈下降趋势,南端的凤庆一带,中部的弥渡、姚安附近及雄楚地区,及北部的丽江附近地区及攀枝花一带重力场变化呈明显减小趋势,最大幅值可达8.7xl0-8ms-2a-1。滇西地区重力长期变化率的空间分布结果为地壳垂直运动、陆地水负荷效应、及该地区深部壳幔物质迁移和质量再分布等地球动力学因素的综合反映,从滇西地区重力长期变化特征与地震活动的对应关系来看,重力场变化速率空间分布与5级以上地震活动存在较为明显的对应关系,地震多发生在重力场变化速率负高值区和低值区交界区域。