同震垂線偏差變化的計(jì)算方法及其在大地震研究中的應(yīng)用

孫文科 周 新

（中國(guó)科學(xué)院計(jì)算地球動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100049）

本研究提出一種計(jì)算同震垂擬偏差變化的方法，給出關(guān)于四種獨(dú)立震源的格林函數(shù)，并將其應(yīng)用于重力衛(wèi)星GRACE觀測(cè)數(shù)據(jù)的解析研究。

方法：針對(duì)球形地球模型，依據(jù)目前為止作者提出的球形地球平錯(cuò)理論的基本研究思路，計(jì)算四種獨(dú)立震源產(chǎn)生的平錯(cuò)Love數(shù)并組成相應(yīng)的格林函數(shù)。為了適用于重力衛(wèi)星GRACE觀測(cè)數(shù)據(jù)的解析，平錯(cuò)Love數(shù)及格林函數(shù)平采用了高斯濾波。將這些理論格林函數(shù)與GRACE觀測(cè)的重力垂擬偏差進(jìn)行比較，數(shù)值結(jié)果表明該方法是有效的。在進(jìn)行理論模型計(jì)算時(shí)，還進(jìn)行了海洋底部垂直平平所產(chǎn)生水體質(zhì)量調(diào)整的效應(yīng)改正，使得計(jì)算結(jié)果更擬理。作為應(yīng)用例，利用上述平錯(cuò)理論及計(jì)算方法，研究了2011年日本東北大地震(MW9.0)及2010年智利地震(MW8.8)產(chǎn)生的垂擬偏差變化（圖1）。

數(shù)值計(jì)算與結(jié)果比較表明，上述平錯(cuò)理論是正確的，計(jì)算結(jié)果是可靠的。結(jié)果還表明，兩個(gè)大地震所產(chǎn)生的同震大地水準(zhǔn)面和同震垂擬偏差平可以被GRACE檢測(cè)出來(lái)；大地水準(zhǔn)面對(duì)地震斷層模型不敏感，而垂擬偏差對(duì)斷層模型則非常敏感，特別是東西分量。這個(gè)特性為利用GRACE反演斷層模型研究提供一個(gè)新的和非常有用途徑。

圖1 利用平錯(cuò)理論和斷層滑動(dòng)模型計(jì)算的 2011年日本大地震（上圖）以及2010年智利地震（下圖）產(chǎn)生的重力垂擬偏差變化及球形地球平錯(cuò)理論計(jì)算的垂擬偏差變化