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Probing signals of atmospheric gravity waves excited by the July 29,2021 M_(W)8.2 Alaska earthquake

Geodesy and Geodynamics 2024年第3期15卷 219-229页

作者： Geng Zhang Jianqiao Xu Xiaodong Chen heping sun Lizhuo Gong State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan430077China University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049China

It is commonly believed that the atmosphere is decoupled from the solid ***,it is difficult for the seismic wave energy inside the Earth to propagate into the atmosphere,and atmospheric pressure wave signals excited by earthquakes are unlikely to exist in atmospheric *** increasing number of studies have shown that earthquakes,volcanoes,and tsunamis can perturb the Earth's atmosphere due to various coupling ***,the observations mainly focus on acoustic waves with periods of less than 10 min and inertial gravity waves with periods of greater than 1 *** are almost no clear observations of gravity waves that coincide with observations of low-frequency signals of the Earth's free oscillation frequency band within 1 *** paper investigates atmospheric gravity wave signals within1 h of surface-atmosphere observations using the periodogram method based on seismometer and microbarometer observations from the global seismic network before and after the July 29,2021 M_(w)8.2 Alaska earthquake in the United *** numerical results show that the atmospheric gravity wave signals with frequencies similar to those of the Earth's free oscillations _(0)S_(2) and _(0)T_(2) can be detected in the microbaro meter *** results con firm the existence of atmospheric gravity waves,indicating that the atmosphere and the solid Earth are not decoupled within this frequency band and that seismic wave energy excited by earthquakes can propagate from the interior of the Earth to the atmosphere and enhance the atmospheric gravity wave signals within 1 h.

关键词： Atmospheric gravity modes Atmospheric gravity waves Alaska earthquake Normal modes Coupling of solid earth and atmosphere

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Inversion method of deflection of the vertical based on SWOT wide-swath altimeter data

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Geodesy and Geodynamics 2024年第4期15卷 419-428页

作者： Xin Liu Menghao Song Chao Li Guihua Hui Jinyun Guo Yongjun Jia heping sun College of Geodesy and Geomatics Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China Weicheng Branch of Natural Resources and Planning Bureau of Weifang City Weifang 261021China National Satellite Ocean Application Service Beijing 100081China State Key Laboratoryof Geodesy and Earth's Dynamics Innovation AcademyforPrecision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of ScienceWuhan 420071China

The deflection of the vertical(DOV)is the key information in the study of ocean gravity ***,in most areas,the precision of the prime component of DoV is significantly lower than that of the meridian *** obtain higher accuracy and resolution of ocean gravity information,researchers have proposed a novel altimeter called the wide-swath *** altimeter allows for the simultaneous acquisition of high-precision and high-resolution two-dimensional measurements of sea surface height(SSH).In this paper,the Surface Water and Ocean Topography(SWOT)mission with a wide-swath altimeter on board is selected for *** cycle of swoT sea surface height data is simulated to inverse the DOV in the Arabian Sea(45°E—80°E,0°-30°N),and the inversion results are compared with those of conventional altimeter *** results demonstrate that the difference between the meridian and prime components derived from the inversion of swoT wide-swath data is minimal,significantly outperforming the inversion results of conventional nadir altimeter *** advantage of swoT wide-swath altimeter lies in its ability to use the multi-directional geoid slope at any sea surface measurement point to invert the components in the meridian and prime *** investigate the impact of this advantage on inversion precision,this paper employs a method to calculate the gradient of the geoid in multiple directions to invert DoV *** improvement effect of calculating the gradient of the geoid in multiple directions on the precision of DoV component is *** is found that the accuracy of DoV inversion has significantly improved with the increase of geodetic gradient calculation *** addition,the effects of various errors and grid spacing in SwoT wide sea surface height data on the precision of Dov inversion are also analyzed.

关键词： SWOT Wide-swath altimeter Inversion method of Dov Multi-directional Arabian sea

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Rapid rupture characterization for the 2023 M_(S)6.2 Jishishan earthquake

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Earthquake Research Advances 2024年第2期4卷 22-26页

作者： Xiongwei Tang Rumeng Guo Yijun Zhang Kun Dai Jianqiao Xu Jiangcun Zhou Mingqiang Hou heping sun State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamic Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan430077China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing100101China Hubei Luojia Laboratory Wuhan430079China

On December 18, 2023, the M_(S)6.2 Jishishan earthquake occurred in the northeastern region of the QinghaiXizang Plateau, causing heavy casualties and property damage in Gansu and Qinghai Provinces. In this study,we integrate space imaging geodesy, finite fault inversion, and back-projection methods to decipher its rupture property, including fault geometry, coseismic slip distribution, rupture direction, and propagation speed. The results reveal that the seismogenic fault dips to the southwest at an angle of 29°. The major slip asperity is dominated by reverse slip and is concentrated within a depth range of 7–16 km, which explains the significant uplift near the epicenter observed by both the Sentinel-1 ascending and descending In SAR data. Moreover, the teleseismic array waveforms indicate a northwest propagating rupture with an overall slow rupture velocity of~1.91 km/s(AK array) or 1.01 km/s(AU array).

关键词： Jishishan earthquake Rupture property Space imaging geodesy Finite fault inversion Back-projection method

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对我国重力学未来发展的几点思考

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中国科学院院刊 2024年第5期39卷 881-890页

作者：孙和平中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

随着现代科技的发展,重力学与地震学、地质学、基础物理学、地球动力学、水文学、海洋学和天文学等众多学科交叉融合并蓬勃发展,是服务国家测绘基准、资源勘探、军事安全及灾害监测等战略需求和基础地球科学问题研究的关键学科,因此掌... 详细信息

随着现代科技的发展,重力学与地震学、地质学、基础物理学、地球动力学、水文学、海洋学和天文学等众多学科交叉融合并蓬勃发展,是服务国家测绘基准、资源勘探、军事安全及灾害监测等战略需求和基础地球科学问题研究的关键学科,因此掌握重力学的核心技术是国家核心竞争力的重要体现。文章在分析我国重力学学科发展的历史、现状、机遇与挑战的基础上,提出了重力学学科未来发展方向与重点思考内容,涉及海陆天空一体化的立体重力观测技术,海陆天空统一的大地测量重力基准网,地球系统质量迁移与青藏高原动力学问题研究,面向国防安全与太空的重力学,以及发展人工智能等新技术在重力学研究中的应用等。

关键词：重力学海陆天空一体化重力基准

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温柔敦厚沉郁顿挫——简论雍国泰诗词的当代艺术真传

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四川文理学院学报 2024年第3期34卷 73-77页

作者：孙和平四川省委党校老干部处四川成都610000

沉郁顿挫,温柔敦厚,应是雍国泰诗词得杜甫伟大现实主义创作道路的艺术真传。由学养深厚而后形成的文化底蕴,决定他所凝结的感情,充溢温柔敦厚的仁者之心。从而实现对时代与生活的文化关照和社会认知,对温厚旷达人生和崇高谨严人格的真... 详细信息

沉郁顿挫,温柔敦厚,应是雍国泰诗词得杜甫伟大现实主义创作道路的艺术真传。由学养深厚而后形成的文化底蕴,决定他所凝结的感情,充溢温柔敦厚的仁者之心。从而实现对时代与生活的文化关照和社会认知,对温厚旷达人生和崇高谨严人格的真实流露和自我表达。“一纸欣然展旧容,青年负气出隆中”以及“戎马关山谁做主,封侯正待霍嫖姚”,是对唐诗气象在当今时代的豪迈抒写和深刻揭示。表现了当代诗家的大雅风气,终至于升华为全民族的精神气质。诗人传承唐宋诗词之优良传统,乃至于蔚然成风,成全了当今诗词的家国情怀,浩然正气,感天动地。雍国泰先生的诗作,从一个侧面表现了当今诗词的这一社会价值与时代风格,可亲可敬,值得很好展开研究。

关键词：雍国泰诗词温柔敦厚沉郁顿挫时代抒写家国情怀当代艺术真传

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用钻孔应变数据探测2011年日本Tohoku大地震激发的低频地球环型自由振荡及其谱峰分裂

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1383-1397页

作者：张赓徐建桥陈晓东张凌云孙和平龚立卓中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210

地震激发的地球自由振荡中,环型自由振荡(特别是低频环型自由振荡)的精确探测相比于球型自由振荡更加困难.环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感,能更好地监测走滑断层运动,因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速... 详细信息

地震激发的地球自由振荡中,环型自由振荡(特别是低频环型自由振荡)的精确探测相比于球型自由振荡更加困难.环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感,能更好地监测走滑断层运动,因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速度结构和大地震的震源机制提供更强约束.本研究利用2011年日本Tohoku地震后四分量钻孔应变仪的观测资料,提取了该地震激发的1.3 mHz以下低频环型和球型自由振荡信号,与STS-1宽频带地震仪的结果相比较,发现四分量钻孔应变仪对1 mHz以下的环型自由振荡具有更强的探测能力.本研究还采用频率域自回归方法精确估计了0T2—0T6的简并频率,结果与PREM模型理论值相差非常小,平均相对误差仅为2.52×10^(-4).此外还用钻孔应变仪观测资料探测到了0T2谱峰分裂现象.研究结果表明,钻孔应变仪能有效探测到大地震激发的低频地球环型自由振荡信号,可为地幔大尺度各向异性结构研究提供高质量的基础数据.

关键词：环型自由振荡钻孔应变仪 Tohoku地震简正模谱峰分裂 STS-1地震仪

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融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1368-1382页

作者：周帅刘新李真祝程程袁佳佳李静静郭金运孙和平山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 地理信息工程国家重点实验室西安710054 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430077

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据,利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron,MLP)建立南海海域(108°E—121°E,6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先,将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据,将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据,训练MLP神经网络模型,训练结束时决定系数R2为99%,平均绝对误差MAE为39.33 m.然后,将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中,可得格网正中心点处的预测海深值.最后,根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比,其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时,为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度,本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得:MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度,更能反应海底地形的变化趋势.

关键词：多层感知机海底地形南海垂线偏差重力异常垂直重力梯度

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走向深海,发展自立自强的海底大地测量基准

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中国科学基金 2024年第1期38卷 182-192页

作者：鲍李峰席梦寒翟振和李琦孙和平中国科学院精密测量科学与技术创新研究院/大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 西安测绘研究所西安710054 西安测绘总站西安710054

海洋是重要的经济通道和安全屏障,需要建立实时、快速感知海洋环境变化的海底基准网。海底大地测量基准在海洋资源勘探、海洋科学研究和保障海洋安全方面具有巨大优势和重要作用。通过回顾国内外海底大地测量基准构建的发展情况,分析和... 详细信息

海洋是重要的经济通道和安全屏障,需要建立实时、快速感知海洋环境变化的海底基准网。海底大地测量基准在海洋资源勘探、海洋科学研究和保障海洋安全方面具有巨大优势和重要作用。通过回顾国内外海底大地测量基准构建的发展情况,分析和讨论了构建海底大地测量基准的主建思路和关键科学问题。阐述自主发展和构建海底重力基准的意义,并分析构建基准网需要重点突破的关键技术。在量子精密测量技术不断突破的基础上,提出利用量子测量技术改变现有观测技术缺陷的思考,有望加快建设海底大地测量基准网,为水下复杂环境提供陆海连续、安全可靠和高精度的时空服务。

关键词：海底大地测量基准水下动态测量技术量子精密测量技术

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A review of tidal triggering of global earthquakes

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Geodesy and Geodynamics 2023年第1期14卷 35-42页

作者： Ruyu Yan Xiaodong Chen heping sun Jianqiao Xu Jiangcun Zhou State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan 430077China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Earthquake prediction remains a challenging and difficult task for scientists all over the *** tidal triggering of earthquakes is being proven by an increasing number of investigations,most of which have shown that earthquakes are positively correlated with tides,and thus,tides provide a potential tool for earthquake prediction,especially for imminent *** this study,publications concerning the tidal triggering of earthquakes were compiled and analyzed with regard to global earthquakes,which were classified into three main types:tectonic,volcanic,and slow *** results reveal a high correlation between tectonic earthquakes and tides(mainly for semidiurnal and diurnal tides;14-day tides) before and after the occurrence of significant *** volcanic earthquakes,observations of volcanoes on the seafloor and land indicate that volcanic earthquakes in near-shore volcanic areas and mid-ocean ridges have a strong correlation with tidal forces,mostly those with semidiurnal and diurnal *** slow earthquakes,the periodicity of the tremor duration is highly correlated with semidiurnal and diurnal *** conclusion,the tidal triggering of these three types of earthquakes makes a positive contribution to earthquake preparation and understanding the triggering mechanism,and thus,the prediction of these types of earthquakes should be ***,there are still several inadequacies on this topic that need to be resolved to gain a definitiveanswer regarding the tidal triggering of all *** main inadequacies are discussed in this paper from our point of view.

关键词： Tidal triggering Tectonic earthquakes Volcanic earthquakes Slow earthquakes Earthquake prediction

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Theoretical calculation of tidal Love numbers of the Moon with a new spectral element method

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Earth and Planetary Physics 2022年第3期6卷 241-247页

作者： BinBin Liao XiaoDong Chen JianQiao Xu JiangCun Zhou heping sun State Key Laboratory of Geodesy and Earth’s Dynamics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan 430077China University of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

The tidal Love numbers of the Moon are a set of nondimensional parameters that describe the deformation responses of the Moon to the tidal forces of external celestial *** play an important role in the theoretical calculation of the Moon’s tidal deformation and the inversion of its internal *** this study,we introduce the basic theory for the theoretical calculation of the tidal Love numbers and propose a new method of solving the tidal Love numbers:the spectral element ***,we explain the mathematical theory and advantages of this *** the basis of this new method,using 10 published lunar internal structure reference models,the lunar surface and lunar internal tidal Love numbers were calculated,and the influence of different lunar models on the calculated Love numbers was *** of the calculation showed that the difference in the second-degree lunar surface Love numbers among different lunar models was within 8.5%,the influence on the maximum vertical displacement on the lunar surface could reach±8.5 mm,and the influence on the maximum gravity change could reach±6μ*** the influence on the Love numbers inside the Moon,different lunar models had a greater impact on the Love numbers h_(2) and l_(2) than on k_(2) in the lower lunar mantle and core.

关键词： lunar tidal Love numbers spectral element method solid lunar tides lunar internal structure reference models lunar tidal deformation theory

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