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

作     者：张克亮 甘卫军 周新 ZHANG Ke-liang;GAN Wei-jun;ZHOU Xin

作者机构：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 中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国科学院大学地球科学学院北京100049 

出 版 物：《地震地质》 (Seismology and Geology)

年 卷 期：2014年第36卷第3期

页      面：763-774页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(41174082,41172180) 中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA1314)共同资助 

主　　题：GRACE卫星重力场 经验正交函数 最小二乘拟合 日本MW9.0地震 同震变化 非构造因素 

摘      要：2011年3月11日日本东海发生MW9.0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°×0.5°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6μgal,海沟区域重力增加,最大增幅约3μgal。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1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。