GRACE卫星重力场同震变化的经验正交函数分解以日本MW9.0地震为例.pdfVIP

第36卷第3期 地 震 地 质 V01．36．No．3 2014年9月 SEISMOLOGYANDGEOLOGY Sept．，2014 doi：10．3969／j．issn．0253-4967．2014．03．017 G】队衄卫星重力场同震变化的经验正交函数分解： 9．0地震为例 以日本Mw 张克亮1’ 甘卫军1’ 周 新2，3’ I)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029 2)中国科学院计算地球动力学重点实验室，北京 100049 3)中国科学院大学地球科学学院，北京 100049 摘要 2011年3月11日日本东海发生M。9．0地震，造成日本岛整体东移、下沉并伴随巨大的 质量重新分布：对于海底地震的震中区域，空间观测的GRACE卫星重力数据很好地弥补了GPS、 InSAR等形变资料的缺失。利用GRACE卫星月重力场数据计算了地面0．5。×o．5。网格点上的重力变 化时间序列，采用最小二乘拟合、经验正交函数(EOF)2种方法，提取了同震重力变化，结果显示震 中两侧区域的重力变化呈两极分布，其中弧后区域重力下降，最大降幅约6Ixgal，海沟区域重力增 加，最大增幅约3ixgal：EOF方法避免了最小二乘拟合方法所需的地震发生时刻等先验信息，但卫星 重力信号是由多种地球物理过程引起的重力变化的叠加，EOF结果的可靠性及其反映的真实物理来 源往往随着事件的规模、观测时间的长短等而改变。文中第2，3，4主成分主要反映了非构造因素 的影响，通过第l主成分空间一致性提取的同震重力变化与位错理论模型计算结果较为接近，因此 较真实地反映了地震引起的重力变化特征。 关键词 GRACE卫星重力场经验正交函数 最小■乘拟合 日本M。9．0地震同震变化 非构造因素 中图分类号：P313 文献标识码：A 0 引言 AndClimate GRACE(GravityRecovery 部分及全球重力场的时变特征，主要包括监测地表和地下水变化、冰川变化和全球海平面变 eta1．， 化，研究海洋环流和海洋波动，监测固体地球内部变化等(孙文科，2002，2008；Tapley et et et 2004；Chena1．，2007；Rangelovaa1．，2007；Wahr，2007；Cazenavea1．，2010)。在季节性 时间尺度和几百km的空间范围内，GRACE检测到的重力变化主要来自大气、海洋以及水文 相对较为微弱。 在众多固体地球物理现象中，地震能够造成大区域地壳形变，进而引起强烈的重力变化 [收稿日期]2013～】2—31收稿，2014-08一08改回。 [基金项目] 国家自然科学基金(41 (IGCEAl314)共同资助： 万方数据 764 地震地质 36卷 et (Imanishi et et et a1．，2004；Suna1．，2004)。 以上地震引起的重力变化的能力(GrossaI．，2001；Mikhailov et et