| 基于Slepian方法和地面重力观测确定时变重力场模型:以2011-2013年华北地区数据为例 |
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| 引用本文： | 韩建成,陈石,卢红艳,徐伟民.基于Slepian方法和地面重力观测确定时变重力场模型:以2011-2013年华北地区数据为例[J].地球物理学报,2021,64(5):1542-1557. |
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| 作者姓名： | 韩建成 陈石 卢红艳 徐伟民 |
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| 作者单位： | 中国地震局地球物理研究所,北京100081;北京白家疃地球科学国家野外科学观测研究站,北京 100095 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;中国博士后科学基金;中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项;中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项;中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项 |
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| 摘 要： | 时变重力场是研究地球系统内部物质运动和时空演化过程的有效途径.目前广泛使用的GRACE时变重力场模型受限于其空间分辨率(约400 km),难以探测较小空间尺度的重力变化.本文首次尝试利用Slepian局部谱分析方法和多期地面重力观测确定更高空间分辨率的时变重力场模型.Slepian方法通过构建研究区域内的正交基函数,将信号能量集中在研究区域内部,是构建球面局部重力场模型的理想方法.本文根据Slepian方法的特点给出了区域重力场建模及参数优化的步骤,以我国华北地区为例,基于2011-2013多期地面观测确定了区域时变重力场模型,并与同区域由Slepian方法和GRACE卫星数据确定的重力变化进行了对比分析.结果表明:(1)贝叶斯信息量准则可作为确定Slepian展开最佳截断数的有效手段;(2)基于研究区域内现有重复测点数据,能够恢复120阶时变重力场,空间分辨率(半波长)约150km;(3) 2011-2013年间研究区域内GRACE估计结果与120阶地面结果在时空分布的显著趋势上存在较好的对应,证明了本文利用Slepian方法和地面观测所得时变重力场模型的可靠性.本文研究结果可为区域重力场建模提供新的参考,也可为华北地区水资源变化监测、构造活动分析以及地震风险性评估等研究提供高分辨率的时变重力场模型支撑.
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| 关 键 词： | 华北地区 地面重力数据 时变重力 Slepian函数 区域重力场 |
Time-variable gravity field determination using Slepian functions and terrestrial measurements: A case study in North China with data from 2011 to 2013 |
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| HAN JianCheng,CHEN Shi,LU HongYan,XU WeiMin.Time-variable gravity field determination using Slepian functions and terrestrial measurements: A case study in North China with data from 2011 to 2013[J].Chinese Journal of Geophysics,2021,64(5):1542-1557. |
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| Authors: | HAN JianCheng CHEN Shi LU HongYan XU WeiMin |
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