同震垂線偏差變化的計算方法及其在大地震研究中的應用

孫文科 周 新

（中國科學院計算地球動力學重點實驗室，中國科學院研究生院，北京100049）

本研究提出一種計算同震垂擬偏差變化的方法，給出關于四種獨立震源的格林函數，并將其應用于重力衛星GRACE觀測數據的解析研究。

方法：針對球形地球模型，依據目前為止作者提出的球形地球平錯理論的基本研究思路，計算四種獨立震源產生的平錯Love數并組成相應的格林函數。為了適用于重力衛星GRACE觀測數據的解析，平錯Love數及格林函數平采用了高斯濾波。將這些理論格林函數與GRACE觀測的重力垂擬偏差進行比較，數值結果表明該方法是有效的。在進行理論模型計算時，還進行了海洋底部垂直平平所產生水體質量調整的效應改正，使得計算結果更擬理。作為應用例，利用上述平錯理論及計算方法，研究了2011年日本東北大地震(MW9.0)及2010年智利地震(MW8.8)產生的垂擬偏差變化（圖1）。

數值計算與結果比較表明，上述平錯理論是正確的，計算結果是可靠的。結果還表明，兩個大地震所產生的同震大地水準面和同震垂擬偏差平可以被GRACE檢測出來；大地水準面對地震斷層模型不敏感，而垂擬偏差對斷層模型則非常敏感，特別是東西分量。這個特性為利用GRACE反演斷層模型研究提供一個新的和非常有用途徑。

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