地震位錯理論

內(nèi)容概要

本書是作者近20年來關(guān)于球形地球模型位錯理論的一系列理論與應(yīng)用研究成果的總結(jié)，具有系統(tǒng)性和原創(chuàng)性。
本書以理論為主，應(yīng)用為輔。主要以球形彈性地球模型內(nèi)各種地震源在地表面產(chǎn)生變形的理論為核心進(jìn)行論述，包括位錯Love數(shù)的定義、各種同震變形物理量的格林函數(shù)的推導(dǎo)、數(shù)值計算方法與技巧的討論、地球曲率和層狀構(gòu)造效應(yīng)的研究、同震變形漸近解的介紹等，同時在第5章里介紹了最新的基于三維不均勻地球模型的位錯理論，在第6章里介紹了上述理論在地球科學(xué)中的大量應(yīng)用實例和研究成果。
本書可作為地震學(xué)、大地測量學(xué)、地球物理學(xué)等領(lǐng)域有關(guān)科研人員的專業(yè)參考書，也可以作為相關(guān)領(lǐng)域研究生的教材或教學(xué)參考書。

作者簡介

孫文科，1956年5月9日生，遼寧省撫順市人，漢族，理學(xué)博士，“千人計劃”入選者，現(xiàn)任中國科學(xué)院計算地球動力學(xué)重點實驗室主任、中國科學(xué)院研究生院教授、博士生導(dǎo)師。1982年畢業(yè)于武漢測繪學(xué)院（現(xiàn)武漢大學(xué)）大地測量系（地震班），1984年取得中國地震局地震研究所地球物理學(xué)碩士學(xué)位，1992年于日本東京大學(xué)獲地球物理學(xué)博士學(xué)位，1993～1996年在加拿大New
Brunswick大學(xué)做博士后，1996～2000年在瑞典皇家工學(xué)院從事研究工作并獲大地測量學(xué)“Docent”終身稱號，2000～2010年在日本東京大學(xué)地震研究所任副教授，2010年1月因入選“千人計劃”歸國工作。多年來從事大地測量學(xué)、地球物理學(xué)和地球動力學(xué)等領(lǐng)域的研究。目前主要研究興趣為地震位錯理論、重力觀測與解釋、重力衛(wèi)星GRACE的應(yīng)用以及青藏高原動力學(xué)變化等問題，發(fā)表110多篇科學(xué)論文，其中SCI收錄約50篇。

書籍目錄

序一
序二
前言
第1章 半無限空間地球模型的位錯理論
1.1 Okada(1985)理論與計算公式
1.1.1 點源位錯
1.1.2 有限矩形位錯源
1.2 Okubo(1991;1992)理論與計算公式
1.2.1 點源位錯
1.2.2 有限矩形位錯源
第2章 球形地球模型的位錯理論
2.1 地球彈性變形的基本方程
2.2 邊界條件
2.2.1 震源函數(shù)(r=r<sub>s</sub>)
2.2.2 球心的初始條件(r=0)
2.2.3 內(nèi)核-外核邊界條件(r=c)
2.2.4 外核-地幔邊界條件(r=b)
2.2.5 地表面自由邊界條件(r=a)
2.2.6 微分方程組的數(shù)值積分方法
2.2.7 關(guān)于n=0階和n=1階的特殊處理
2.3 位錯模型和源函數(shù)
2.3.1 球坐標(biāo)系下位錯模型
2.3.2 局部坐標(biāo)系下位錯模型與源函數(shù)
2.3.3 四組獨立解
2.3.4 三類位錯源的表達(dá)式
2.4 位錯Love數(shù)
2.5 四個獨立解的同震變形格林函數(shù)
2.5.1 同震位移的格林函數(shù)
2.5.2 同震引力位變化的格林函數(shù)
2.5.3 同震重力變化的格林函數(shù)
2.5.4 同震應(yīng)變變化的格林函數(shù)
2.6 四個獨立解的格林函數(shù)一般表達(dá)式
2.7 北極任意斷層的同震變形
2.7.1 剪切位錯
2.7.2 引張位錯
2.7.3 膨脹源位錯
2.8 任意斷層在地表面任意點產(chǎn)生的同震變形
2.9 數(shù)值計算技巧
2.9.1 無窮級數(shù)的截斷
2.9.2 圓盤因子
2.9.3 歐拉變換
2.9.4 插值
2.9.5 漸近解
第3章 數(shù)值計算及地球曲率和層狀構(gòu)造影響
3.1 地球模型和基本單位
3.2 均質(zhì)地球模型的結(jié)果
3.3 徑向不均質(zhì)地球模型的結(jié)果
3.4 有限斷層的數(shù)值積分
3.5 有限斷層數(shù)值積分的應(yīng)用實例——阿拉斯加大地震的同震變形計算
3.6 地球曲率和層狀構(gòu)造的影響
3.6.1 同震位移的比較
3.6.2 同震應(yīng)變變化的比較
3.6.3 地球曲率和層狀構(gòu)造影響對震源深度的依賴性
3.6.4 應(yīng)變格林函數(shù)的應(yīng)用實例——1994年三陸沖地震(M7.5)
附錄 勒讓德函數(shù)遞推公式
第4章 同震變形的漸近解
4.1 互換定理和漸近解
4.1.1 互換定理
4.1.2 潮汐、負(fù)荷、剪切力變形漸近解
4.1.3 同震變形漸近解
4.2 漸近解系數(shù)
4.3 勒讓德級數(shù)求和公式
4.4 同震位移的漸近解
4.5 數(shù)值計算:均質(zhì)地球模型
4.6 數(shù)值計算:層狀構(gòu)造地球模型
4.7 同震大地水準(zhǔn)面變化漸近解
4.7.1 四個獨立震源的大地水準(zhǔn)面格林函數(shù)
4.7.2 北極任意位錯源產(chǎn)生的大地水準(zhǔn)面變化
4.7.3 球面任意點任意斷層產(chǎn)生的同震大地水準(zhǔn)面變化
4.7.4 同震大地水準(zhǔn)面變化的漸近解
4.7.5 均質(zhì)球模型的計算例與比較
4.8 同震重力變化漸近解
4.8.1 同震重力變化
4.8.2 同震重力變化的漸近解
4.8.3 重力變化漸近解的數(shù)值驗證
第5章 三維不均勻彈性地球模型的位錯理論
5.1 三維不均勻彈性地球模型的變形理論
5.1.1 球?qū)ΨQ地球模型的基本方程
5.1.2 三維不均勻模型的變形理論
5.1.3 n=0和n=1時的特殊處理
5.1.4 積分F<sup>j</sup>(δρ;δμ;δλ)的處理
5.1.5 關(guān)于密度效應(yīng)的公式
5.1.6 計算橫向不均勻構(gòu)造對重力影響的一般公式
5.2 地震位錯產(chǎn)生的重力變化
5.2.1 球?qū)ΨQ地球模型的同震重力變化
5.2.2 地球橫向不均勻構(gòu)造對同震重力變化的影響
5.2.3 六組獨立震源的同震重力變化
5.3 位錯產(chǎn)生的重力變化——數(shù)值結(jié)果
5.3.1 三維不均勻地球模型
5.3.2 三維構(gòu)造對同震重力變化的擾動
5.3.3 橫向不均勻介質(zhì)參數(shù)δλ、δμ和δρ對同震重力變化的響應(yīng)
5.3.4 震源處三維介質(zhì)參數(shù)對同震重力變化的擾動
5.4 地球模型的影響
5.5 地震震源深度的影響
附錄A 實域和復(fù)域球函數(shù)的關(guān)系式
附錄B 球函數(shù)正規(guī)化
附錄C
關(guān)于A<sub>lpnmn<sub>0</sub>m<sub>0</sub></sub>的計算
附錄D 環(huán)型變形對重力變化無貢獻(xiàn)的證明
第6章 地震位錯理論的應(yīng)用研究
6.1 重力衛(wèi)星及其在地球科學(xué)中的應(yīng)用
6.1.1 重力衛(wèi)星CHAMP、GRACE和GOCE簡介
6.1.2 重力衛(wèi)星在地球科學(xué)中的應(yīng)用
6.2 重力衛(wèi)星GRACE能否觀測到同震重力變化?
6.2.1 位錯理論及位錯Love數(shù)
6.2.2 同震大地水準(zhǔn)面和重力變化的譜分布
6.2.3 四個獨立解的譜強(qiáng)分布
6.2.4 實例研究——1964年和2002年阿拉斯加地震以及2003年北海道地震
6.2.5 譜域-空間域考察GRACE檢測同震變形能力
6.2.6 單階同震大地水準(zhǔn)面隨震源距的變化
6.2.7 截斷同震大地水準(zhǔn)面變化
6.3 用重力衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)反演位錯Love數(shù)的方法
6.4 關(guān)于2004年蘇門答臘地震的研究
6.4.1 2004年蘇門答臘地震斷層模型
6.4.2 變形地球表面和空間固定點的同震重力變化
6.4.3 2004年蘇門答臘地震(M<sub>w</sub>9.3)的全球同震變形
6.4.4 2004年蘇門答臘地震(M<sub>w</sub>9.3)的近場同震變形
6.4.5 地球曲率和層狀構(gòu)造的影響
6.4.6 與GPS觀測數(shù)據(jù)的比較
6.4.7 2004年蘇門答臘地震的同震應(yīng)變變化
6.4.8 地表面計算網(wǎng)格密度對同震變形的影響
6.4.9 M8.0地震的同震重力變化能否被GRACE觀測到?
6.4.10
重力衛(wèi)星GRACE檢測出2010年智利M<sub>w</sub>8.8地震的同震重力變化
6.4.11 利用GRACE觀測數(shù)據(jù)研究蘇門答臘區(qū)域的黏滯性結(jié)構(gòu)
6.5 關(guān)于2008年汶川地震(M<sub>s</sub>8.0)的研究
6.5.1 由GPS觀測得到的同震位移
6.5.2 汶川地震斷層滑動模型
6.5.3 同震位移的模擬計算與比較
6.5.4 2008年汶川地震(M<sub>s</sub>8.0)的同震變形
6.6 位錯理論應(yīng)用于其他火山地震的研究
6.6.1
斷層滑動分布的影響:1999年集集地震(M<sub>w</sub>7.6)與2001年昆侖地震(M<sub>w</sub>7.8)
6.6.2 世界首次檢測出同震絕對重力變化
6.6.3 世界首次觀測到次微伽級同震重力變化
6.6.4 2000年三宅島火山噴發(fā)產(chǎn)生的重力變化
6.6.5 2004年淺間山火山噴發(fā)產(chǎn)生的重力變化
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

《地震位錯理論》共包括6章：第1章介紹了半無限空間地球模型的位錯理論；第2章是該書的重點，主要介紹球形地球模型的位錯理論；第3章討論了具體的數(shù)值計算及地球曲率和層狀構(gòu)造影響；第4章推導(dǎo)了球形地球模型位錯變形的漸近解；第5章介紹了三維不均勻彈性地球模型的位錯理論；第6章是關(guān)于地震位錯理論的應(yīng)用研究，著重介紹了球形地球模型位錯理論在衛(wèi)星大地測量及幾個地震實例中的應(yīng)用。    該書作者孫文科多年來對球形地球模型的位錯理論進(jìn)行了系統(tǒng)性和創(chuàng)造性的研究，并將該理論應(yīng)用于近年來發(fā)生的幾個大地震事件，進(jìn)行了有效計算和合理解釋。

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