宫城大地震前日本IGS站GPS异常运动分析

"该文是2013年发表在《西南交通大学学报》的一篇论文，主要研究了2011年日本宫城Mw9.0级地震前日本国内7个IGS（国际全球导航卫星服务）站点的GPS时间序列数据。作者通过多项式拟合和小波降噪技术分析了水平运动，使用小波分析和三角函数建模方法研究了垂直运动。研究发现，在地震发生前6个月，这些站点显示出竖向隆起速度增加，北向运动速度减缓，以及东向运动出现明显的波动现象。这些观察结果对于理解地震前地壳变形和地震预测具有重要意义。" 本文深入探讨了地震活动前地壳动态变化的一个实例，即2011年宫城大地震前日本地区的地表运动特征。通过对2007年至2011年间7个IGS站点的GPS数据进行详尽分析，作者揭示了一些关键的地质动态信息。 首先，作者利用多项式拟合技术对站点的水平运动进行了分析。这种技术有助于识别出长期和短期的运动趋势，从而揭示地壳在地震活动前期的静态和动态变化。水平运动的变化可能反映了板块之间的相互作用，以及地震构造应力的积累和释放过程。 其次，为了剔除噪声并提取出更精确的垂直运动信号，文章采用了小波分析方法。小波分析是一种时间-频率分析工具，能有效地捕捉到短期变化和局部特征。研究发现，地震前6个月，IGS站点的竖向隆起速率显著加快，这可能是地壳应变积累的直接反映，也可能预示着地壳内部压力的增加。 此外，通过三角函数建模，作者进一步研究了东向运动的变化。模型结果显示，东向存在剧烈的跳动现象，这可能是地震能量即将释放的前兆。这种不规则的运动模式往往与地壳断层的滑动有关，可能预示着断层系统的不稳定。 这些发现为地震学和地球物理学提供了宝贵的数据，对于理解地震前兆现象、地壳动力学过程以及改进地震预警系统具有重要价值。同时，这项工作也强调了GPS监测在地震研究中的关键作用，证明了通过长时间序列数据分析，可以捕捉到地壳微小但关键的运动变化，为未来类似研究提供了一种有效的科学方法。