2016年2月6日,台湾高雄市美浓区发生了Mw 6.4地震,造成了台南市多处房屋倒塌、龟裂、土壤液化等灾害,并导致117人遇难。震源破裂过程是指初始的破裂点发生破裂后,破裂行为在震源区域的传播过程,主要解释地震开始至地震结束这段时间内地震位错、能量或地震矩在断层面上随时间的演化问题。震源破裂过程对于震源动力学研究具有重要的理论意义,对震后抢险救灾具有一定的现实意义。高频GPS观测量为卫星与接收机之间的距离,既可以观测静态位移又可以捕获地震造成的动态地表位移,且其振幅不会出现饱和,因此其在断层滑动反演、海啸和火山监测中被广泛运用。数字强震仪记录地面运动的加速度,具有频带宽、采样率高、动态范围大等优点,但是由于仪器本身缺陷,在大震中会出现振幅饱和、基线漂移等问题。两种数据优势互补,在地震研究中运用广泛。本文采用非负最小二乘逐点式反演方法,利用1-Hz GPS和强震动数据反演美浓地震震源破裂过程。为准确获得美浓地震发震断层的几何模型,本文利用ALOS-2卫星升降轨InSAR同震形变数据,基于Okada位错模型,以假设断层均匀滑动为前提,通过模拟退火算法估计,反演确定了美浓地震发震断层的几何模型。结果表明,发震断层为一条近W-E走向的北倾断层,其长、宽、走向、倾角、滑动角分别为60 km、60 km、271.7°、22.7°、1.3°。为了获得破裂的细节信息,进一步将断层面沿着断层走向和倾向划分成3km×3 km大小的子断层,每一个子断层看成是一个点源。为实现震源破裂过程反演,本文获取了台湾地区精细的一维地层速度结构模型,并利用基于水平分层模型的频率波束法计算了格林函数,为确保反演的稳定性并使结果更具物理意义,本文引入了约束条件并构建了反演模型。引入拉普拉斯平滑约束实现了滑动在空间和时间上的平滑,引入标量地震矩最小约束使反演结果更符合实际。此外,揭示了反演模型残差与破裂速度、模型粗糙度的关系,确定了最优的破裂速度和模型平滑因子。联合反演结果显示,此次地震破裂模式为逆冲兼左旋走滑,最大滑动量约为1 m,主滑动区位于地下10¹7 km,计算的滑动模型的地震矩约为1.47×10¹⁹ Nm,相当于矩震级Mw 6.7。为研究破裂在断层面的时间和空间特性,反演得到了1秒破裂快照图,整个破裂持续时间为16秒,传播具有方向性,由震源先往倾角向下,即向北方向传播,再沿走向往震源西侧延伸。破裂分为三个主要阶段,1⁴秒震源周围开始发生破裂,5¹3秒破裂范围和量级变大,14¹6秒破裂逐渐减小。