球形地球位错理论的拓展及其在巨大地震研究中的应用研究

地震位错理论是地震学最基本最重要的研究课题。大地震造成的同震和震后变形是国内外研究的热点。本项目将通过关于球形地球弹性和粘弹性大地震同震变形的解析理论和数值模拟计算，并和大地测量数据的比较来研究大地震后的应力再分布特征，为探索孕震机理和地震预报等提供理论依据。本项目是申请人近年来系列理论研究的延续，拓展和完善。该项目的完成可为解释地震产生的同震和震后变形以及地壳变动提供更坚实的理论基础，为地震机理，地震孕育过程以及断层反演的研究提供可靠的理论依据，具有基础性和理论性的创新和广泛应用的前景。同时可以通过对2004苏门答腊大地震和5.12汶川大地震同震变形的理论和模拟计算研究加深对该地震的孕震以及破裂过程和机理的正确认识。

本项目主要目的是发展和完善球形地球模型的地震位错理论，并开展应用研究。地震位错理论是地震学中最基础的理论工作，是地震断层面滑动与地表物理场变化之间的理论关系，是研究震源机制、反演断层滑动模型、解释地震产生物理场变化及大地测量数据必不可少的理论基础。本项目的完成可以为解释地震产生的变形以及地壳变动提供理论基础，为地震机理，地震孕育过程以及断层反演的研究提供理论依据，具有基础性和理论性的创新和广泛应用的前景。该项目取得了十项成果：1）提出了计算同震垂线偏差变化的新理论；2）首次给出了大地震产生地球体积变化的计算方法；3）首次提出了计算地震产生地球中心变化的计算方法；4）首次提出了利用远场GPS位移约束/反演地震断层滑动模型；5）首次提出了利用GRACE观测数据反演地震位错LOVE数的方法；6）首次利用球形地球位错理论和大地测量数据反演地震滑动模型；7）提出了新的计算大地震产生地球旋转变化的理论；8）全面研究了地球曲率、层状构造、自重等在计算同震变形场中的影响；9）研究了2011年日本大地震产生的近场和远场变形问题；10）地形与横向不均匀构造在计算地震变形中的影响。一共发表了24篇论文，均标注了该基金的支持，大多数论文发表在地球物理学领域世界顶级期刊上，其中在J. Geophys. Res.发表3篇，Geophys. Res. Lett.发表1篇，Geophys. J. Int.发表6篇，Journal of Geodynamics发表5篇，Terr. Atmos. Ocean. Sci.发表2篇，ACTA GEOLOGICA SINICA发表1篇，地球物理学报发表1篇，Earthquake Science发表2篇。这些论文被SCI收录论文19篇，CPCI-S收录1篇，还有3篇英文论文和1篇会议论文集。