2011年日本东北部海域发生了Mw9.0地震,该地震不仅在日本本岛等近场区域引起了显著的同震和震后变形,还在中国东部、韩国和朝鲜等远场地区引起了不同程度的变形。本研究基于黏弹性球体位错理论,联合陆地和海底同震GPS数据以及日本本岛330个陆地GPS站点5～10年的震后数据,反演了日本Mw9.0地震的断层滑动模型。接着,计算了日本Mw9.0地震在日本列岛和中国东部地区产生的稳态水平位移以及该地震在中国东北和华北地区主要断裂带上引起的库仑应力变化,分析了该地震对中国东北和华北地区地震危险性产生的影响。首先,选取了日本本岛330个陆地GPS站点的观测数据,这些观测数据的时间跨度为日本地震震前2年和震后10年,利用这些观测数据获取了日本Mw9.0地震震后5～10年的年平均位移,认为该时段的位移几乎完全由地幔黏弹性松弛效应引起;接着,利用黏弹性球体位错理论对震后5～10年的位移进行反复拟合,确定了日本Mw9.0地震震源及周边地区的地幔黏滞性系数最优解(9.0×1018Pa·s);然后,联合同震和震后位移数据,引入黏弹性位错格林函数,反演了2011年日本Mw9.0地震的断层滑动分布。结果表明,该地震同震破裂的最大值达到了62.72 m,同震滑动的总地震矩为4.48×1022Nm,相应的矩震级为Mw9.034。由于黏弹性松弛效应引起的震后位移中包含了同震破裂的信息,基于黏弹性球体地震位错理论,联合同震和震后位移数据反演断层同震破裂,有效提高了日本Mw9.0地震断层滑动分布的可靠性。本研究提出的反演方法为同震观测结果缺乏的大地震震后科考提供了理论支撑:在大地震发生之后,即使在同震期间没有足够的观测数据,也可以在震后通过对震源区的加密观测积累震后数据,使用本研究提出的反演方法优化同震断层滑动模型。稳态地震变形是指由地震引起的、超长时间尺度内震后黏弹性松弛效应的累加,通过对稳态地震变形的研究,可以研究大地震导致的地球总体震后形变场,有利于分析周边地区对该地震的极限响应。本研究首先利用球形地球地震位错理论,计算了日本Mw9.0地震在日本列岛和中国东部地区产生的稳态水平位移。结果表明,日本Mw9.0地震在日本本岛引起的稳态水平位移最大可达到8 m,大体上是同震水平位移的两倍;在中国东北地区产生的稳态水平位移最大值超过0.8 m,在华北地区产生的稳态水平位移最大值在0.5 m左右,是同震水平位移的几十倍,可见该强震对周边地区形变场的影响极为显著。接着,本研究根据前人研究成果,结合地质资料,建立了中国东北和华北地区15条主要断裂带的几何与滑动构造模型,然后利用日本Mw9.0地震断层滑动模型计算了该地震在上述断裂带上引起的同震与稳态库仑应力变化。结果表明,该强震在中国东北和华北地区主要断裂带上引起的同震库仑应力变化均不超过1 k Pa;稳态库仑应力变化显著超过同震结果,但除了依兰-伊通断裂带北段和嫩江断裂带南段的一部分以外,其他断裂带上的稳态库仑应力变化均未超过10 k Pa这个地震触发阈值。因此日本Mw9.0地震对中国东北和华北地区地震危险性影响有限,不会显著改变区内主要断裂带的应力状态和地震活动性。