十三陵地震台gPhone重力仪观测分析研究

摘要

分析相同地点和时间进行观测的不同gPhone 重力仪观测结果的差异来源,可以为gPhone 重力仪观测数据校正方法的改进提供依据.研究gPhone 重力仪观测重力变化对于当地的降雨和地下水活动的响应,为进一步建立物理模型去除水文活动对于重力观测的影响提供基础.本文使用BAYTAP-G 潮汐分析软件对放置在北京十三陵地震台的两台gPhone 重力仪(序号109,118)的连续观测数据(2013年4月20日-6月20日)进行潮汐分析和提取重力残差信号的处理,并对两台仪器的重力残差进行了三次样条插值,结果显示两台重力仪的重力残差变化趋势较为一致,但gPhone109和gPhone118重力残差的标准差分别为5.905微伽和7.941微伽,造成这种差别的原因是gPhone109仪器的传感器温度和水平校正值的标准差均小于gPhone118仪器,即gPhone109仪器更为稳定.BAYTAP-G软件和ETERNA 33软件的潮汐分析结果对比显示，使用BAYTAP-G得到的主要振幅因了更接近DEHANT理论值。当地降雨能够解释部分gPhone109重力残差的变化，降雨引起的重力变化为微伽量级，并且降雨开始时重力残差值变小，降雨结束后重力残差值变大，提供了一个简易的物理模型来解释这种变化关系，在降雨开始时，雨水覆盖在山上高于重力仪位置，导致重力值减小。当降雨结束后，雨水流入地下低于重力仪位置，导致重力值变大。同时重力残差变化与相距15公里的沙河地震台地下水位的变化存在延迟4天左右的正相关关系。