基于超导重力仪观测资料的地学问题研究

摘要

超导重力仪具有极低的低频噪音水平和极高的稳定性,是观测地球重力场变化,研究地球动力学特征的高精度地球物理观测设备.1985年11月,中国科学院测量与地球物理研究所在中国大陆首次引进超导重力仪,随后,基于高精度重力观测的地球动力学研究在中国大陆开展.经过多年的努力，中国大陆的超导重力仪观测水平和基于观测的研究水平在不断进步。武汉台的超导重力仪经过更新换代后，稳定性和观测精度进一步提高。自2010年后，从中科院测地所分别在西藏拉萨和云南丽江设立了超导重力仪观测站。随着GGP计划的延续和扩展，全球超导重力仪观测点也在不断增加，高精度重力观测数据不断积累，一些台站的连续观测数据已超过20年。这些数据为进一步深入研究地球动力学奠定了更加坚实的基础。基于超导重力观测的地球动力学研究还可在如下方面开展更深入的工作：建立全球高精度重力潮汐实测模型，澄清目前在潮汐理论模型研究中存在的一些问题（如潮汐参数的纬度依赖因子等）。采用高质量的数据，高精度的分析方法，研究和检测内核平动振荡。为研究地球内部的构造和液核的平衡机制提供有参考价值的信息，解决目前国际上有关“核模检测”结果方面存在的争议。研究大气、海洋负荷与重力场之间的相互作用和耦合机制。研究地球的自转变化包括自转和极移以及地球各圈层间的相互运动，这是区别于该领域中空间测量技术和国际地球自转服务的又一独立的重要手段。研究慢地震和断层运动。由于慢地震发生时断层的滑动的速率缓慢，所激发的微弱低频地震波难以用常规的地震仪检测。超导重力仪可作为一种能检测慢地震理想仪器。作为地面最稳定的重力仪，超导重力仪的观测数据可为空间重力测量的结果提供地面检验，获得可靠地重力场模型，还可为高精度大地水准面、全球密度模型、地球内部热流、固体和液体质量之间的再分布、冰后期反弹产生的慢形变、动态地壳均衡、陆地岩石圈、慢地震、火山前兆、地下水变化海平面变化，海洋环流等研究内容提供有效的约束。