青藏高原东北缘是青藏高原向大陆内部扩展的前缘部位，该地区构造变形与地震活动显著，一直受到国内外地学家高度重视，是2008年汶川8.0级地震之后最有可能发生大震的地区之一。重力场变化对认识强烈地震孕育、发生和发展的深层过程具有独特的优势。重力场的时空动态变化能较好地反映深部物质运移与地壳密度变化等构造活动信息，重力场随时间变化与地震的形成和发展有着内在联系。因此，对青藏高原东北缘及邻区重力场变化进行系统深入研究，进而对区内重力场的时空动态演化特征与规律、地震孕育发生过程中的前兆表现及重力变化机制有一个较为客观的认识，无论从地震预报角度还是从地球动力学的角度来看，都具有十分重要的意义。
在国家自然科学基金会、地震联合基金会和中国地震局地震监测、预测、科研三结合课题的支持下，“青藏高原东北缘重力变化及机理研究”项目组在青藏高原东北缘及邻区开展重力场时空变化特征及机理研究，旨在揭示青藏高原东北缘区域重力场演化特征与规律、重力场的异常变化与强震孕育发生的关系，并探索其地震危险性含义，为人类攻克地震预报难关积累方法经验。该项目由中国地震局第二监测中心承担完成，主要完成人有祝意青、梁伟锋、徐云马、胡斌、郭树松、朱桂芝、刘芳。项目成果获2012年度陕西省测绘科技进步一等奖、中国测绘学会2013年测绘科技进步三等奖。
一、项目完成情况
项目组对青藏高原东北缘积累的大量绝对重力与相对重力观测资料进行系统整理与分析，在此基础上研究区域重力场演化特征与规律，结合区域地质构造特点深入研究具有动力学含义的重力场异常变化与强震孕育发生的关系；根据连续介质变形–重力变化理论关系，利用有限元数字模拟技术，研究该区地表微动态变化对构造运动的作用及重力变化机理；探索以重力为主体结合地壳形变、地质构造和地震活动性等资料进行地壳运动及蕴含其中的地震孕育过程、中短期地震前兆机理等方面的研究，尤其注重将观测资料与研究成果及时运用到地震预测实践中得到验证，对近年来发生的四川汶川Ms8.0级、新疆于田Ms7.3级、云南姚安Ms6.0级等地震都进行了基本正确的中期预测，尤其是强震发生地点的预测，这在地震三要预测中尤为重要。
项目在重力场动态变化的理论和方法以及在地震中期预测方面，都取得了一些研究成果，获得了不同时空尺度的重力场动态变化图像，给出青藏高原东北缘重力场演化特征与规律、重力场异常变化与强震孕育发生的关系，可为未来强震预测研究提供技术支持，为青藏高原大陆变形动力学研究提供重要依据。主要技术指标绝对重力观测精度优于±5×
二、主要技术创新点
1．对我国“零散分布”的地震重力监测网进行整体优化改造，在重力网布局思路上有所创新，为中国大陆成场分布的地表重力场监测预报工作奠定了重要基础。其研究成果对汶川地震后中国大陆成场、成网分布的综合地球物理场流动观测工作起到了积极的促进作用。
2．提出顾及断层构造活动的区域重力场动态变化图像分析方法，系统分析研究青藏高原东北缘不同时空尺度的区域重力场动态图像演化特征与规律，开展多时空尺度重力异常信息的时空关联分析，提取重力异常变化信息。
3．提出利用不同时空尺度的重力场时空动态变化研究强震活动，进行重力异常识别，判断重力场变化的正常态与异常态时，不仅要看到重力变化图像反映的非均匀程度，还要分析重力变化的演变过程与变化趋势，注意到重力场变化与布格重力背景场的关系，在重力场动态研究方法手段上有所创新，总结提出了利用重力场变化资料进行地震危险性和危险地点预测的经验方法，包括重力场变化对地震的前兆反映能力，强震孕育发生过程重力异常特征（重力变化的异常形态、变化量级和异常持续时间与地震发生的相关关系）等。利用重力资料对2008年四川汶川8.0级、新疆于田7.3级等地震进行了基本正确的中期预测。
4．开展震后重力效应研究，将重力异常变化分为震后调整变化、同震及震后效应、继承性新异常和新异常四种，研究总结出震后重力变化的规律性新认识，并对青藏高原东北缘及邻区多次强震后的地震趋势做出了正确的判定。
5．开展形变–重力变化关系机理的数值模拟和数值积分研究工作，研究了地壳密度变形和位移对地表重力变化的影响，地表重力变化与布格重力异常空间相关性的物理力学机理，从深部动力过程研究汶川8.0级地震前后重力变化特征，揭示了汶川地震重力变化成因。
三、成果推广应用情况
成果已应用于我国重力基准的稳定性研究、中国综合地球物理场观测、地震重力监测、地球重力场动态变化研究等相关项目。国内外地震学家对2008年汶川Ms8.0级地震相关的研究大量引用了该项目的研究成果。项目研究成果还在陕西、四川、云南、甘肃、宁夏、青海和新疆等地震预报中心得到推广应用，直接服务于我国西部防震减灾事业。
四、社会经济效益
利用重力测量技术监测研究地壳运动及其与地震孕育发生过程的关系，一直受到国内外地学界的重视。国内外不少学者都以实际资料为基础对重力异常机理进行了多方面的研究，但有关重力场异常变化与强震孕育发生关系的研究很少，只有中国开展了这方面的研究工作。青藏高原东北缘重力变化及机理研究是一套完整的重力网布局、重力测量数据处理、重力变化分析与解释的系统研究，拓展了重力场动态变化的理论和方法，具有多项创新，达到国内、国际领先水平，为重力场动态变化分析与解释打下了坚实基础。成果已应用于我国重力基准的稳定性研究、中国综合地球物理场观测以及我国西部的地震趋势预测等领域，取得了显著的经济和社会效益。
