地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

开展了基于GPS/InSAR的地震震后形变机理研究

利用汶川地震后在龙门山地区收集到的连续GPS观测资料,进行了高精度数据处理,获取震后形变时间序列,该序列采用式来描述其衰减过程:

其中,表示GPS测站某分量的时间序列,为测站的震后变形幅值,分别表示观测时刻和地震时刻,为松弛时间,求得震后松弛时间约为38天。给出了经时间序列分析之后,获得的各测站在震后位移。在此基础上基于粘弹性松弛模型,对震后位移进行了模拟,反演出龙门山地区地壳的弹性层厚度的最佳估值为45 km,粘弹性层的粘滞系数的最佳估值为1.81019 Pa.s。


GPS站点的数据拟合情况图


粘弹性模型计算的震后水平位移


弹性层厚度、粘弹性层粘滞系数与残差平方和的关系图

2001年11月14日Mw 7.8级可可西里地震发生在昆仑山断裂的中段,地震地表破裂长度为~426 km,最大同震破裂为~8 m,是有记录以来发生的最大内陆地震。研究处理了覆盖整个震中区域的相邻5轨的卫星影像,采用InSAR时序分析技术获取了震后2至6年间(2003年12月至2007年11月)、面积为300km×400 km、精度为~0.5 cm(1 mm/yr)的震后形变场,是迄今为止覆盖面积最广、精度最高的震后形变场。最后分别采用了震后余滑、粘弹性松弛和混合模型 来解释得到的震后形变场。结果表明,这三种模型都可以很好的拟合观测得到的震后形变场,但从形变场的变形模式来看,余滑模型的效果最佳。最大余滑量为~0.6 m,分布在深 10~20 km处,发生位置与同震破裂之间具有很强的相关性。最佳等效粘滞系数为2×1019 Pa s。研究成果发表在《Journal of Geophysical Research》。


可可西里地震InSAR震后形变场


余滑模型给出的滑动分布图


粘弹性模型粘滞系数分布图



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