中国大陆多尺度时变重力场建模及地震重力效应研究
批准号:
41931074
项目类别:
重点项目
资助金额:
302.0 万元
负责人:
罗志才
依托单位:
学科分类:
物理大地测量学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗志才
中文摘要
时变重力场综合反映了地球系统的物质分布与变化,为地球科学研究地球系统物质迁移过程与机理提供重要信息。提高时变重力场的分辨率和精度,不仅是我国地震和水文气象等自然灾害监测预警与防范的重大需求,而且也是大地测量学、地震学和水文学等综合交叉研究领域亟待解决的关键科学问题之一。本项目以构建中国大陆高精度多尺度时变重力场模型及深入理解地震重力变化机理为目标,研究卫星和地面重力观测数据的精细预处理与融合方法、基于重力卫星沿轨观测数据的区域时变重力场精化方法、联合多源观测数据的多尺度区域时变重力场建模方法、地壳三维结构的多尺度重力反演方法及地震重力信号的提取方法,利用区域多尺度时变重力场和动力学模拟方法研究中国大陆典型强震地区的多尺度物质迁移模式、地震带物理环境及地震孕震机理。预期研究成果将提高我国卫星重力观测数据处理与应用能力,提升重力测量技术应用于地震监测预警与防范的科学水平。
英文摘要
The temporal Earth’s gravity field reflects the mass distribution and variations of the earth system, providing a crucial information for studying the process and mechanism of mass transportation. Improving the resolution and accuracy of the temporal gravity field is not only the requirements for natural disaster monitoring and forewarning in earthquake and hydrometeorology, but also one of the crucial issues in geodesy, seismology and hydrology. To solve this issue, the primary objective of the proposal is to determine the multi-scale temporal gravity field model over the Mainland China with high accuracies, and to understand thoroughly the mass transport laws and seismogenic mechanism of the earthquake in the hot areas of China. The main contents are as follows: firstly, studying the data preprocessing and fusion methods to improve the quality of the land and satellite gravity observations, and using the onboard satellite observations to refine the regional temporal gravity field model over the Mainland China; secondly, studying multi-scale gravity inversion method for the refinement of 3-D crust structure, using the multi-source observations to build a multi-scale regional temporal gravity field model, and extracting the seismic gravity signals from the multi-scale regional temporal gravity field model; finally, studying the multi-scale mass transport modes of earth’s interior system, analyzing the physical environment of seismic belt, and investigating seismogenic mechanism of earthquake by geodynamic modeling and the multi-scale regional temporal gravity field model over the Mainland China. The expected achievements can enhance the data processing and its applications of satellite gravimetry, and improve the current standard for earthquake monitoring and forewarning with gravimetry technique in China.
时变重力场综合反映了地球系统的物质分布与变化,为地球科学研究地球系统物质迁移过程与机理提供重要信息。持续提高时变重力场的精度和分辨率,始终是地球科学领域的基础科学问题之一。本项目围绕中国大陆多尺度时变重力场建模及地震重力效应问题开展了系统深入研究,按项目计划书完成了研究任务。主要进展和成果包括:(1)建立了卫星和地面重力观测数据的精细预处理方法,构建了背景力模型误差的随机模型和重力卫星核心载荷的频域噪声模型,提出了融合卫星和地面等多源观测数据的多尺度区域重力场建模方法(如多层泊松小波径向基函数法、Mascon解算模型、组合自适应Kalman滤波方法等);(2)开发了卫星和地面重力观测数据处理及多尺度重力场建模软件系统,研制了中国大陆高精度多尺度时变重力场模型、全球时变重力场模型产品HUST-Grace2020和HUST- Grace2024,其精度优于CSR、GFZ和JPL官方机构发布的同类产品,并被纳入国际地球重力场模型综合服务COST-G;(3)精化了大气海洋去混频方法,发布了与GFZ AOD RL06精度相当的大气去混频产品HUST-ERA5,并被National Tibetan Plateau Data Center收录;(4)提出了地壳三维结构的多尺度重力反演方法及地震重力信号的提取方法,构建了青藏高原、华北克拉通地区、秦岭地区、三峡库区等典型区域的密度分布、应力场分布和莫霍面起伏等地壳三维结构模型,融合多源数据较好揭示了中国大陆典型强震地区的孕震背景与重力变化机理。项目成果已应用于TQ-1卫星的地球重力场建模及我国首颗重力卫星的数据处理及地球重力场建模任务,支撑了TQ-2卫星的成功立项,可广泛应用于大地测量学、地震学、水文学、海洋学和冰川学等研究领域。
联合中欧下一代重力卫星计划确定地球重力场的若干关键问题研究
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批准号:--
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:286万元
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批准年份:2020
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负责人:罗志才
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依托单位:
国内基金
海外基金