此可能存在更小值，所以我们将步长缩小半，计算出黏滞因子为时，均方根误差大小为，没有对最优解的选取造成影响图日本地震周边地区不同黏滞因子和弹性厚度组合对应的均方根误差最后使用远场观测数据，对上述网格搜索结果进行检核即设定日本地震周边地区的弹性厚度和黏滞因子分别为和子也在不断变化但是，依据等大地测量观测数据，通过位错理论进行大地震周边地区黏滞因子的反演研究时，般要求震后观测数据的空间分布范围较大，信噪比较高，否则就无法约束较为深部的黏滞因子，因此，定量反演黏滞因子随深度的变化是个较为困难的科学问题鉴于上述原因，研究者般假设地幔黏滞性结构是均的，即不考虑地幔黏滞性随深度的变化，然后在此基础上进行定量的反演研究刘泰等，本节将依照等和刘泰等的研究思路，利用上文挑选出的震后数据，研究日本地震周边地区均的地幔黏滞性构造本节采用黏弹性球形地球位错理论，模拟日本地震引起的震后形变模拟过程中，依次选取不同的岩石圈弹性层厚度弹性厚度和黏滞因子，计算相应参数组合对应的位错数，进而得到对应的位移垂直于断层面的些站点，这些站点受其他地震的影响相对较小然后，因为海底测站不是连续站点，不满足本文对震后形变研究的要求，予以剔除其次，剔除日本地震断层南北两端的观测数据，因为断层两端的站点对日本地震断层模型以及周边地区黏滞性结构的约束较低最后，选取的震后形变观测站尽可能均匀分布，确保反演结果的稳定性图反演方法的棋盘检验图陆地和海底数据联合反演出的日本地震同震破裂滑动分布模型图日本地震远场站点同震水平位移观测和模拟对比蓝色箭头代表观测值，红色箭头代表模拟值图用于黏滞因子反演研究的观测站分布图蓝色和红色角星代表两个级以上地震震中位置黑色角星为日本地震震中蓝色框显示同震滑动分布模型，红色和蓝色角形为观测站经过上述原则的筛选，本研究最终选取分布于日本本岛的个信噪比较利用大范围的震后数据进行震中周边地区地幔黏滞性结构沿垂向方向分析地球物理学论文盘检测表明，本文所使用的数据可以较好地约束断层的同震滑动分布接着，考虑到远场的震后形变，采用球形地球位错理论格林函数和贝叶斯反演方法，利用日本地理空间信息局发布个陆地和个海底观测站的同震数据，反演了日本地震的同震滑动分布，发现最大错动量为而远场数据可视为上述模型是否可靠的外部检核条件基于图给出的滑动分布模型，利用球形地球位错理论，正演出该地震远场的同震水平位移，其结果如图所示正演数据包含中国大陆的东北部及韩国和俄罗斯部分的观测站同震结果远场站点的同震水平位移计算值与观测值高度匹配，证明利用上述数据获得的同震滑动分布模型在精度上满足本次研究的要求震后观测数据及其处理过程本研究的目标是利用观测数据约束日本地震周边地区的地幔黏滞性构造，因此有必要选择等，的黏弹性球形地球位错理论，对该地区黏滞因子进行反演研究，定量给出该地震周边地区地幔黏滞性结构垂向变化，该结果对于研究震后变形机理大地震循环周期等科学问题提供了深部构造模型依据，从而具有重要的科学价值日本地震同震滑动分布模型本节对日本地震同震断层的滑动分布反演所采用的观测数据为日本地理空间信息局发布的日本地震的同震数据，其中包含个遍布日本列岛的同震观测结果以及个海底观测站的结果首先进行棋盘检测，验证反演方法的可行性与观测数据对日本地震同震断层滑动分布模型的约束程度验证过程中，采用如图所示的由个子断层组成的初始模型，各子断层长度和宽度分别为和，每相邻的个子断层的初始滑动量在和之间交替分布，滑动角统设为，断层几何模型参考刘泰等断层滑动分布模型建立利用图所示的断层模，为研究该地区震后形变机理奠定了基础地震不仅可以引起显著的同震形变，还会产生随时间变化的震后效应，迄今为止，大量学者对日本地震引起的震后形变进行了深入研究，包括该地震的震后余滑和黏滞性松弛效应刘泰等，震后初期的研究，忽略地幔黏滞性松弛效应的影响，发现震后余滑发生在同震破裂以下的断层深部区域随着震后时间的推移，等发现忽略黏滞性松弛的影响会过高的估计震后余滑依据海底观测数据，等发现黏滞性松弛效应在震源区占主导地位，同时发现海沟地区的陆向移动主要源自应力松弛等研究了日本地震震后年的地表形变，基于弹性黏弹性层状地摘要本文利用大范围的震后数据和黏弹性球形地球位错理论，定量研究了日本地震周边地区地幔黏滞性结构的垂向变化首先结合陆地和海底的观测数据，以及基于球形地球位错理论格林函数和贝叶斯反演方法，反演了该地震的同震滑动分布，发现其最大错动量高达，确定了震源周边地区地幔黏滞因子的最优解，发现依据该地幔黏滞因子获得的理论远场震后位移和观测结果之间的均方根误差高达，不能解释远场观测结果为解决上述问题，本文对震中周边地区地幔黏滞性结构沿垂向方向进行分层，建立了个随深度变化的地幔黏滞性构造模型，然后综合利用远近场的数据对该地区地幔黏滞因子进行反演研究，结果表明，震源周边地区岩石圈弹性层厚度最优解为，深度的地幔黏滞因子最优解为，深度之间的地幔黏滞因子最优解为的均方根误时，近场的观测和模拟吻合程度最高，者之间的均方根误差约为但远场拟合值系统性高于观测结果，均方根误差高达随后，采用地幔黏滞性结构的垂向分层方法，对整个地幔细分为层深度为之间的地层为弹性层深度为之间的地层为浅层地幔，其黏滞因子主要由近场数据约束，最优解为深度为之间的地层为深层地幔，其黏滞因子主要由远场数据约束，最优解为深度至核幔边界之间黏滞因子为利用上述分层模型得到的近场均方根误差为，接近均模型下的最优解远场的均方根误差大约为，明显优于均模型的模拟结果最后，根据观测值和模拟值之间的均方根误差分析表明，近场观测数据主要约束浅层地幔黏滞性结构，远场数据主要约束深层地幔黏滞性结构本研究给出的地幔黏滞性分层结构不仅可以解释近场震后观测数据间的残差变化不大，但远场的观测值与模拟值之间的残差明显变小，均方根误差降至该结果表明，黏滞因子垂向变化模型可以同时解释日本地震引起的远场和近场震后位移图地幔黏滞性结构垂向变化模型条件下，远近场模拟值最优解和观测值对比图，以及它们之间的残差分布图等参考等和等中的地幔黏滞性垂向结构，将日本地震震源周边区域深度为的地幔黏滞因子设定为，利用近场的数据对浅层的地幔黏滞性结构进行约束，得到的弹性厚度为，深度的黏滞因子为梁明等利用平面半空间位错理论和近场数据，反演了浅层的地幔黏滞性结构，利用数据修正深部的黏滞因子，得到深度之间地层的黏滞因子大陆侧地幔顶层为，海洋侧为和以下的黏滞因子分别为和等利用维黏弹性有限形变控制能力有限，不能获取更高的分辨率，在观测误差的影响下，无法单调约束近场的均方根误差至最优解图中绿色曲线为均方根误差拟合值，可以看出如果没有观测误差影响，近场的均方根误差曲线可以约束到最优解，证明了近场的震后形变受深层的地幔黏滞性结构影响较低上述均方根误差分析表明，近场的观测数据主要约束浅层地幔黏滞性结构，远场的观测数据主要约束深部的地幔黏滞性结构图日本地震近场和远场观测与拟合值之间的均方根误差曲线图图日本地震周边地区地幔黏滞性结构垂向变化图，为中蓝色矩形框部分的地幔黏滞性结构放大图均地幔黏滞性结构对应的均方根误差图表明，当近场的均方根误差值小于时，其和最优解最为接近，对应的模拟值可以较好的解释近场观测结果该结果表明，图中的均方根误差值低于红线即小于时，对应的黏滞因子都是可以为，结合上述选取结果作为地幔黏滞性结构垂向变化的初始模型利用上述模型对近场日本列岛的震后位移进行研究，模拟震后年内的水平位移，将其和观测结果进行比较，寻求最佳拟合解如上文所述，均地幔模型下黏滞因子的最优解为，考虑到黏滞因子的分层结构后，本节将地幔深度为以下介质的黏滞因子增大至，同时在保证对近场震后形变的模拟改变最小的情况下，需将深度以上介质的黏滞因子微调至，并以此作为网格搜索初值，调整深度范围内的黏滞因子本文利用近场数据主要控制浅层黏滞构造，利用远场数据微调浅层黏滞构造和主要控制深层黏滞构造的研究思路，将处于深度范围内的浅层黏滞因子减小至，然后利用远场的震后形变对深部黏滞因子即深度为处的黏滞因子进行调整，将步长设定为，调整深度利用大范围的震后数据进行震中周边地区地幔黏滞性结构沿垂向方向分析地球物理学论文，也可以解释远场观测数据，对研究日本地震周边地区大范围的震后形变分布形态及其形成机理具有重要作用参考文献付广裕，刘泰大地测量与地球动力学，梁明，王武星，张晶等和观测研究日本地震震后变形机制地球物理学报，刘泰，付广裕，周新等年日本地震震后形变机制与震源区总体构造特征地球物理学报，邵志刚，武艳强，江在森等观测分析日本级地震同震位错与近场形变特征地球物理学报，石耀霖，曹建玲地学前缘，杨少敏，聂兆生，贾志革等解算的日本级地震的远场同震地表位移武汉大学学报，陈飞，刘泰，付广裕，佘雅文震后观测数据揭示的日本地震周边地区地幔黏滞性结构垂向变化地球物理学报，基金国家重点研发计划项目国家自然科学基金，联合资助利用大范围的震后数据进行震中周边地区地幔黏滞性结构沿垂向方向分析地球物理学论文构不能同时解释远场和近场的震后形变换句话说，观测到的大范围震后位移数据，可用来约束日本地震周边地区的地幔黏滞性随深度的变化此外，位错理论的完备程度也会影响黏滞因子的反演精度本文利用球形地球模型位错理论，依据大范围的震后数据展开研究，结果应相对可靠结论首先，本文基于同震观测数据，利用球形地球位错理论格林函数和贝叶斯反演方法，然后，利用第节反演的断层滑动分布