地球物理学报杂志

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地球物理学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Chinese Journal of Geophysics

  • 11-2074/P 国内刊号
  • 0001-5733 国际刊号
  • 1.73 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
地球物理学报是中国地球物理学会;中国科学院地质与地球物理研究所主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1948年创刊,目前已被维普收录(中)、Pж(AJ) 文摘杂志(俄)等知名数据库收录,是中国科学院主管的国家重点学术期刊之一。地球物理学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大气物理学·大地测量学、地球动力学·地震学、应用地球物理学

地球物理学报 2006年第04期杂志 文档列表

2004年3月18日高纬磁层顶多重通量管事件分析929-935

摘要:2004—03—18 23:10-23:50UT期间,“双星(Double Star)”探测一号卫星(TC-1)在向阳面磁层顶高纬晨侧由内向外穿越磁层顶,其时TC-1的GSM坐标为(7.5RE,-5.5RE,-5.4RE),RE为地球半径.穿越过程中TC-1观测到了8个通量管和1个磁通量传输事件(FTEs).在此期间Cluster星簇位于向阳面太阳风内,其GSM坐标为(18.0RE,-3.1RE,-6.2RE),其4颗卫星监测到行星际磁场(IMF)的易分量持续南向,毋有较大的负值.本文的研究表明:TC-1观测到的前7个通量管具有准周期重现性,周期大约是1—4min,明显小于以前所观测到的FTEs的平均周期(8-11min);所有的通量管都具有较强的核心场.本文分别使用最小方差分析法(MVA)和Grad-Shafranov反演方法(GSR)对通量管的轴向进行了分析和对比,发现所有的通量管主轴基本沿晨昏向,结果显示GSR方法在轴向分析上比MVA优越.本文使用GSR方法对通量管的磁场结构进行了分析,恢复出了通量管的磁场在卫星穿越面的结构图;此外,本文还对这次多重通量管事件进行了deHoffmann-Teller(HT)分析,结果表明,所有通量管大致朝南极方向运动,均来源于向日面低纬区域.这说明它们可能起源于向日面低纬区,由该区的磁场分量重联产生.

磁场重联中电子加速问题的物理分析和数值研究936-942

摘要:观测表明耀斑中电子加速发生在软x射线耀斑环上方的磁重联区域.在重联电流片中被super-Dreicer电场直接加速似乎是产生能量在10keV—10MeV之间高能电子的最直接的方式.本文的结果证明纵向电磁场可以有效地将电子“锁”在重联电流片上,使得横向电场得以直接加速电子.对于解释产生相对论性粒子的脉冲式耀斑,这可能是一个有效的机制.

利用IGS数据分析全球TEC的周年和半年变化特性943-949

摘要:利用太阳活动高年(2000年)IGS提供的全球TEC数据,采用傅里叶展开的方法,分析了白天电离层TEC周年和半年变化的全球特征.结果显示:电离层TEC周年变化幅度在南北半球中高纬度地区较大、赤道和低纬地区很小.半年变化的幅度在“远极地区”(远离地球南北地磁极点的东北亚和南美地区)比“近极地区”(靠近地球南北地磁极点的北美和澳大利亚)大得多.进一步的统计显示,全球大部分地区TEC在春秋月份出现最大值,北半球近极地区最大值在冬季出现.南半球的南美和澳大利亚部分地区,最大值出现在夏季. 同样,采用傅里叶方法分析了中性大气模式MSIS90计算的全球大气原子分子浓度比值([O/N2])的数据,发现在南北半球中高纬度地区,中性成分[O/N2]周年变化幅度较大且有明显的冬季异常现象,依据Rishbeth等提出的理论,我们认为大气成分[O/N2]可能对TEC周年变化的产生有重要作用,并且也是TEC在近极地区出现冬季异常现象的主要原因.TEC半年变化的全球分布特征形成的原因较复杂,我们初步分析可能是由于中性成分[O/N2]、太阳天顶角控制的电离层光化学产生率变化共同作用而产生的.

2004年11月强磁暴期间武汉电离层TEC的响应和振幅闪烁特征的GPS观测950-956

摘要:本文利用设在武汉(114.36°E,30.53°N,磁纬19.4°)的GPS电离层TEC和电波闪烁监测仪的测量数据,分析了2004年11月强磁暴期间TEC的响应以及电波闪烁和TEC起伏的特征.结果表明,在这次强磁暴期间,武汉及其邻近地区电离层TEC的响应以正暴相为主,正暴相分别出现在两次主相期间,最大正偏离达到50 TECU.这次磁暴另一个重要影响是主相期间L波段振幅闪烁的活动性及其强度显著增强.S4指数最大接近1.0.伴随增强的闪烁活动,多次观测到深度耗尽的等离子体泡与TEC起伏,TEC变化率的标准差ROTI指数也显著增强.分析揭示,ROTI指数与S4指数呈正相关,相关系数达到0.97.线性回归计算得到,ROTI和S4的比率为9.64.

用传输函数构建的大气重力波传播理论模式957-964

摘要:本文根据考虑大气热传导和黏滞的重力波复色散关系,采用传输函数的概念,基于重力波的线性理论,构建了用于研究对流层内重力波激发源与电离层响应之间的传输函数数值模式.在相空间中讨论了传输函数振幅的分布特性,并以地面单位脉冲源为例,分析了从地面到300km高空的响应,得到了物理量的时空分布特征.结果表明:(1)对内重力波的传播而言,大气相当于一个滤波器,只有波动周期在15—30min,水平波长在200—450km之间的重力波扰动才最容易到达300km电离层高度;(2)电离层的响应主要在与地面的激发源之间相隔较远的水平距离上发生;(3)黏滞和热传导系数在低层对上传重力波的影响较小,随着高度的增加它们对重力波的影响越来越大;(4)在低层计算的波动频率与Row理论的计算结果比较一致,然而到了高层却相差较大.

雅可比椭圆函数在大气和海洋动力学中的应用:二维非线性Rossby波研究965-970

摘要:提出了扩展雅可比椭圆函数方法,来求得Petviashvili方程的精确解析解.Petviashvili方程被视为正压准地转位涡度方程的非地转扩展,应用该方法可以得到很多二维非线性Rossby波的周期波解,在取极限情况下,也可以得到二维Rossby孤立子解.

我国主要地形上空理想定常流的流域分界分析971-982

摘要:本文根据旋转层结流体过山的基本理论,从总体上对影响我国天气、气候形成和发展的主要地形进行了动力学分析,定性地给出了中纬度典型的东西、南北向气流过我国主要地形的整体特征:以绕流还是爬流为主以及地形流动的准地转动力学性质.结果表明我国地形大致可以分成三类:第一类是以爬流为主,满足准地转平衡动力学;第二类是以爬流为主,不满足准地转平衡动力学;第三类以绕流为主,不满足准地转动力学平衡.具体地形流动的整体特征取决于地形特征尺度、过山气流方向、地形高度以及地形的几何形状等.数值模拟的验证结果表明定性分析是可信的.

热带、副热带海陆分布与青藏高原在亚洲夏季风形成中的作用983-992

摘要:通过一系列的理想数值试验,研究了亚、非地区热带次尺度的海陆分布和青藏高原大地形在亚洲夏季风形成中的作用.试验结果显示:海陆分布的存在以及海陆分布的几何形状对亚洲夏季风的形成有非常重要的影响.下垫面全是海洋,没有陆地时,无季风现象的存在.当仅有副热带大尺度陆地,而缺乏南亚次尺度陆地和非洲大陆热带陆地时,夏季无明显的越赤道气流,仅在欧亚副热带陆地的东南部有弱的季风,无印度、孟加拉湾和南海夏季风.中南半岛、印度半岛和非洲大陆热带陆地的存在,在夏季引导南半球的东南信风越赤道转向为西南气流,使得南海的北部、中南半岛、孟加拉湾和印度半岛、阿拉伯海上空的低层为强西南气流控制,印度、孟加拉湾和南海夏季风产生.副热带陆地向热带的深入对副热带陆上产生夏季强对流性降水起着至关重要的作用.青藏高原的存在加强了高原东侧的季风,使得季风区向北发展,青藏高原对东亚季风起放大器的作用;减弱了高原西侧的季风,使得季风区向南收缩.

青藏高原一次地闪放电过程的分析993-1000

摘要:利用成像率为1000幅/s的高速摄像系统和快、慢电场变化仪以及宽带干涉仪系统等探测仪器在青藏高原那曲地区所观测的地闪资料,对一次地闪回击及其之前的持续时间较长的云内放电过程进行了分析.结果表明:地闪先导前的云内放电过程发生于雷暴云下部正电荷区和中部负电荷区之间;云中部负电荷区距离地面的高度为2.8—4.5km;闪电的起始放电发生区域距离地面的高度为1.0—1.7km;初始流光在云外发展时具有很大的水平分量和较多的分支;梯级先导的速度为1×10^5m/s,在向地面发展时出现较大的弯曲;首次回击放电过程与低海拔地区没有差异,通道中的峰值电流有24.1kA;继后回击相对较弱.

外强迫因子变化在2003年夏季旱涝预测中的作用1001-1005

摘要:利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟实验室研发的全球海洋-大气-陆面过程气候系统耦合模式(IAP/LASG GOALS4.0),对比分析了考虑和不考虑气候的外强迫因子(太阳活动、温室气体及硫酸盐气溶胶)变化对2003年夏季中国区域的短期气候预测的影响.结果发现,由于外强迫因子变化的影响,模式模拟的中国区域2003年夏季降水距平的分布比不考虑这种变化时更接近实况,它有效地改善了无外强迫变化时模式模拟预测的中国区域降水不真实偏大的缺点,使一些地区的模拟降水量值减小,范围扩大,位置北抬.更重要的是,由于考虑了外强迫的变化,GOALS耦合模式很好地模拟出了2003年夏季淮河流域较大的降水正距平区,同时相应的500 hPa环流场的模拟也有较大的改进.

北京沙尘频次的年际变化及其全球环流背景分析1006-1014

摘要:本文采用相关和合成的分析方法,研究北京沙尘频次的年际变化及其冬、春季的全球环流背景.结果表明北京沙尘频次有年际变化的特点,并与全球范围内的环流异常相联系,特别是南、北半球的中高纬的环流异常.南半球环流异常与沙尘的联系在冬、春两季有很好的持续性和显著性,北半球中高纬环流异常与沙尘的联系冬季较春季显著.春季对流层高层的东亚西风急流增强能使低空的蒙古气旋加强和锋生,从而引起地面大风,为沙尘天气频次的增加提供动力条件.

用GPS和VLBI数据检测固体地球的体积和形状变化1015-1021

摘要:本文利用2003年GPS和VLBI组合的站坐标、站速度及它们的误差估计,采用Delaunay算法生成的三角形来逼近地形表面,研究了地球的表面积、体积及它们的变化趋势,并利用板块运动模型插值方法得到的全球分布均匀的台站对检测方法进行了检核.结果表明,实测的和插值后的数据给出的结论是一致的,即若以赤道为界,北半球在压缩,南半球在膨胀;若以0°-180°经线为界,东半球处于挤压变形中,西半球处于扩张变形中;若以90°-270°经线为界,包含太平洋的半球处于压缩状态,而包含大西洋的半球则处于扩张变形中.这种变形证明地球仍处于非对称变形中.根据GPS和VLBI组合的数据解算的体积变化率达到一1.5937×10^12m^3·a^-1,相当于地球半径每年大约缩短3-4mm,表明地球整体上处于压缩变形中.

全球地幔垂直流动速度研究1022-1028

摘要:用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料,计算地幔垂直流动形式及流动速度,得到全球地幔流垂直运动模式.从全球尺度来看,地幔流基本可划分为以下几个区域:欧亚大陆-澳大利亚、北美洲-南美洲为两个大规模下降流区域,西印度洋-非洲及大西洋、中南太平洋及东太平洋为两个大规模地幔上升流区域.地幔上升流起源于核幔边界,主要表现在地幔中部和上地幔下部.地幔垂直流动速度约每年1-4cm.地幔流动对地表板块运动、海洋中脊和中隆、俯冲带和碰撞带的分布起着控制作用.地幔上升流与地表现代热点有密切关系.从东亚尺度看,地幔流大体分为三个区域:东亚边缘裂谷系和西太平洋边缘海为上升流、西伯利亚地幔深度表现为物质下降流、青藏高原-缅甸-印度尼西亚特提斯俯冲带地幔下降流,这三个区域地幔流动与地表的西太平洋构造域、亚洲构造域和特提斯构造域相吻合.勾勒出南海地区构造特征:从上到下的大体结构是上部呈“工”字型、中间为圆柱型、底部星盾形的地幔上升流.

非均匀介质热蠕变流动的数值求解1029-1036

摘要:针对非均匀介质中热蠕变流动问题,给出了有限单元方法与网格一粒子方法联合求解新技术,即有限单元方法求解欧拉网格节点上的未知量,分布于单元内部作为物质成分标记的粒子反映变形过程.有限元法求解动量方程和连续性方程时引入了速度场和压力场等阶插值的压力场稳定的Petrov-Galerkin方法,求解能量方程时采用了流线迎风Petrov-Galerkin方法,网格一粒子算法中采用双线性插值与有限单元插值函数对应.有限单元计算与网格一粒子计算相对独立,两种方法计算的数据通过有限单元节点传递.同时,实现了三角形单元的算法和程序,解决了复杂结构条件下不规则网格计算的问题.通过经典方腔热对流问题验证了程序,给出了不规则形态块体沉降算例,并分析了数值解的稳定性.

青藏高原INDEPTH-Ⅲ剖面地壳厚度与泊松比:地质与地球物理含义1037-1044

摘要:对INDEPTH-Ⅲ台站的接收函数进行扫描,利用Moho界面产生的转换波和多次波的走时信息,估计台站下方的地壳平均波速比昨,几和地壳厚度.结果显示:(1)沿着INDEPTH-Ⅲ剖面,地壳厚度整体变化不大,均为65±5km,其中拉萨地块Moho界面埋深较羌塘地体要深约5-6km.结合其他研究资料,我们推断,在整个班公-怒江缝合带存在约10km的Moho错断,为拉萨地体北缘的地幔盖层向北俯冲到羌塘地体之下所致.(2)青藏高原地壳平均波速比整体都较高,可能与青藏高原地壳广泛存在的流体,部分熔融岩浆有关.拉萨地体北部异常高的地壳昨,蚝可能与嘉黎-崩错右旋走滑断裂相关;而另一个泊松比异常区位于羌塘中北部(st36-st40),它可能是由热的地幔引起的壳内部分熔融所致.

喜马拉雅“东构造结”地区的特异重力场与深部地壳结构1045-1052

摘要:跨越中、印、缅三国交界的喜马拉雅“东构造结”地区(92°E-97°E,26°N-30°N)有一半以上的面积尚没有重力测点,是重力数据空白区,故无法直接研究其重力场特征与深部地壳结构(构造).本文应用卫星重力异常资料作为近似空间重力异常,经计算给出的布格重力异常,其特征与该地区的地形高程呈很好的镜像相关.据此得到该区不同方位的3个地壳深部结构剖面.重力异常反演求得青藏高原地壳厚度>70km;喜马拉雅造山带为55km左右;布拉马普特拉河谷盆地为33—35km;那加山山脉地区为40-45km,即呈现出3个不同构造单元的展布.同时求得“东构造结”区由高密度的刚性物质构成,在印度洋板块的碰撞、挤压作用下呈向北运移,并插入青藏高原东缘.基于这样的构造格局和深层动力过程,导致了青藏高原东南缘和东北缘的强烈构造运动,大、小地震的频频发生和矿产资源的聚集.

中国东部海域及邻区岩石层地幔的P波速度结构与构造分析1053-1061

摘要:利用中国大陆东部及台湾地区、日本和琉球群岛的地震观测数据,通过体波地震层析技术反演了中国东部海域及其邻近地区的P波速度结构.以此为依据分析了不同地区的岩石层性质和深部动力学条件,探讨了中朝与扬子块体、扬子与华夏块体在海区的深部边界及其构造属性,揭示出菲律宾海板块与欧亚大陆的碰撞以及板片俯冲下沉、弧后扩张作用对中国东部海域岩石层结构的影响.结果表明,中国东部海域的岩石层地幔存在明显的横向非均匀性,它们与区域构造的形成演化有一定的联系.中国大陆东部的五莲一青岛断裂与朝鲜半岛西缘断裂、济州岛南缘断裂共同构成中朝和扬子块体的边界,江绍断裂向东延伸至朝鲜半岛南端成为分隔扬子和华夏块体的边界;东海陆架与冲绳海槽的岩石层结构差异明显,东海陆架具有中国东部地区的岩石层特征,属于欧亚大陆向海域的延伸;冲绳海槽的岩石层强烈减薄,为大陆向大洋过渡的区域;沿着日本-琉球-台湾俯冲带,菲律宾海板块俯冲下沉引起的地幔扰动对中国东部海域产生了较大的影响,欧亚大陆与菲律宾海板块之间的相互碰撞导致台湾地区岩石层明显增厚.

三维介质中速度结构和界面的联合成像1062-1067

摘要:根据波逆行原理推导了三维介质中地震波射线走时对界面偏导数的完整基本关系式,并对基本关系式进行简化,得到其在二维和一维介质中的关系式.给出了任意多个复杂界面情况下,反演时所需的走时对界面偏导数系数矩阵.为了检验三维介质中速度和界面联合成像理论的有效性,进行了数值模拟计算,很好地对三维速度结构和界面进行了重建.