地球物理学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

地球物理学报 2008年第01期杂志 文档列表

2004年2月11日Cluster卫星和CUTLASS雷达同时观测的磁通量传输事件1-9

摘要：本文分析了2004年2月11日11：00-11：40UT期间Cluster卫星簇的磁通门磁力计（FGM）、等离子体电子及电流试验仪（PEACE）和CUTLASS芬兰雷达对多个磁通量传输事件（FTEs）的同时观测.在此期间,Cluster卫星簇位于北半球外极隙区附近,并于11：18UT左右穿出磁层顶进入磁鞘,四颗卫星同时观测到了多个FTEs,其出现具有准周期性,周期约为130s.利用Cluster四颗卫星的多点同时观测数据,采用最小方向微分法和时空微分方法,我们推断这些FTEs是尺度大小约为（0.87-1.81）RE的准二维结构,其运动方向为东北方向,与Cooling模型预测方向基本一致.CUTLASS芬兰雷达在相应的电离层区域观测到了明显的＂极向运动雷达极光＂结构,这些结构与Cluster卫星簇观测的FTEs有着很好的对应关系,它们是FTEs的雷达观测特征.

基于Millstone Hill非相干散射雷达观测的电离层电子浓度剖面的经验正交函数分析10-16

摘要：本文利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,简称EOF）方法分析了Millstone Hill非相干散射雷达（Incoherent Scatter Radar,简称ISR）近三个太阳黑子周期（1976年2月-2006年4月）的实测电离层160-700km的电子浓度剖面资料,并分别用Chapman-α函数拟合了平均电子浓度剖面和带有均值的前三阶EOF级数.结果表明：电子浓度剖面的EOF级数的第一阶项主要控制F2层峰值浓度NmF2,第二阶项同时控制F2层的峰高hmF2和等效标高Hm,第三阶项主要控制等效标高Hm.进一步分析了对应的EOF系数的周日变化、季节变化和太阳活动周期变化,这些变化反映了NmF2,hmF2,Hm的气候学变化规律,例如电离层的冬季异常、半年异常等.EOF方法在级数展开方面收敛速度快,很少数低阶项即能反映电子浓度剖面的主要变化,因此可用于提取出电子浓度剖面的主要分布特征及其周日变化与气候学变化特性,并可用于进一步构建相应的经验模式.

利用GPS对磁暴期间极区TEC变化与极区碎片（Polar Patches）的研究17-24

摘要：利用2004年11月6-10日磁暴发生期间南极区域内的中国中山站GPS常年跟踪站（ZHON）和国际GPS服务站（CAS1,MCM4,SYOG,MAW1）的GPS观测数据,计算了可观测卫星传播路径上的TEC和ROT值,进而依据TEC的波动频率和幅度推估出极区碎片的个数,分析了极区磁暴期间电离层响应及其极区碎片特性.最终所得TEC和ROT结果与极区地磁场Dst和Kp指数信息相吻合,如实地反映了磁暴事件和极区碎片的出现.本文所做工作在国内尚未开展,因此所用方法和结论为将来这一方向的研究提供了一定的参考.

月表有效太阳辐照度实时模型25-30

摘要：月表太阳辐射是深入研究月表温度分布的关键问题之一.本文根据月表有效太阳辐照度与太阳常数、太阳辐射入射角以及日月距离之间的关系,建立月表有效太阳辐照度的实时模型.该模型在1950-2050年的100年内的理论误差百分比小于0.28%,相对前人提出的模型在精度上有了很大程度的提高,能较为真实地反映月表有效太阳辐照度随时间的变化规律.计算结果表明2007年月表太阳辐照度的年变化范围在1321.5-1416.6 W·m^-2之间,平均为1368.0 W·m^-2.通过对月表太阳辐射入射角计算结果的分析,证实了月球的两极可能存在极昼极夜.

用径向基函数神经网络方法预报太阳黑子数平滑月均值31-35

摘要：简单介绍了径向基函数神经网络方法的原理和应用,发展了用径向基函数（RBF）对平滑月平均黑子数进行预报的方法.用不同的数据序列对网络进行训练,对未来8个月的平滑月平均黑子数进行预报.用该方法对第23周开始后的平滑月平均黑子数进行逐月预报,并与实测值进行比较,结果表明随着预报实效的延长预报误差被逐渐放大,该方法可以较准确地做出未来4个月的预报,绝对误差可以控制在20以内,标准差为4.8,相对误差控制在38%以内,大部分相对误差不超过15%（占总预报数的89%）,具有较好的应用价值.用于网络训练的样本数量对预报结果会产生一定的影响.

武汉地区无线电探空仪加密观测的初步结果36-43

摘要：利用武汉地区2006年1月11-15日的Radiosonde加密观测数据,本文讨论了当地对流层与低平流层（25km以内）温度、纬向风与经向风周日潮汐变化的振幅与相位（振幅最大值对应的时间）的变化,同时与其他地区统计平均的结果进行了比较.发现风场振幅的变化与统计平均的结果存在较大差异,这归结于当地冬季对流层内强烈变化而低平流层内相对稳定的风场;温度在23km以上存在稳定的周日变化,气压在更大的范围内存在与温度类似的周日变化,这使得在23km以上大气密度的周日变化十分微弱,在各个高度上近似为一个常数.

东亚MLT区域平均纬向风再评估——WINDII测量分析结果44-50

摘要：本文利用1991年11月至1997年8月期间美国WINDII/UARS获得的风场测量数据对东亚上空纬向风进行考察.研究结果给出了位于120°E子午圈中90-120km之间平均纬向风的典型结构及其季节特征,与在武汉开展流星雷达探测结果进行比较的结果说明卫星测量分析结果在对季节特征的描述方面与地基测量有相当好的一致性;较好的一致性还表现在与过去从HRDI/UARS数据中得到的月平均纬向风.这些说明卫星探测结果有相当好的代表性.与国际标准大气CIRA-86月平均纬向风开展比较的结果显示,从100km高度开始这两种卫星数据分析结果都与CIRA-86结果表现出严重偏离,例如在赤道和低纬度地区某些高度,CIRA-86纬向风在全年的大部分时段中表现出与卫星数据分析结果风向不一致.分析结果还显示WINDII纬向风和HRDI纬向风分析结果之间表现出一个幅度约20m·s^-1的系统偏差,考虑到本文分析过程中采用了通过归并36天测量数据来消除周日变化影响的方案,同时参考其他研究工作中对MLT纬向风周日潮幅度的描述,两种卫星数据分析结果之间的系统偏差可能部分来自大气潮汐的影响.

利用AMSU-A亮温估测西北太平洋区域热带气旋强度51-57

摘要：先进的微波垂直探测器AMSU（Advanced Microwave SoundingUnit）能接收到穿透一定厚度云层的微波辐射信息,适合于分析热带气旋暖核特征.由辐射传输方程和静力学方程可知,气旋暖核强度同中心海平面气压距平相关联.本文利用搭载于极轨气象卫星NOAA-16/17/18上的AMSU-A亮温资料,根据2002-2006年之间发生在西北太平洋区域热带气旋的移动路径,匹配出47个热带气旋的183时次个例,并将各时次的暖核最大亮温距平同气象业务部门的热带气旋强度报告值建立统计回归方程.为进一步提高估测精度,在计算亮温距平过程中,提出用于修正扫描点分辨率不均匀所带来取样偏差的方法,并综合利用AMSU-A的7、8双通道信息来进行估测,利用修正后算法得到暖核亮温距平同气旋强度之间的相关系数为0.80,标准偏差为12.2hPa,对近年来影响我国较大的两个台风（0414“云娜”和0608“桑美”）进行个例估测,平均偏差约6hPa.

FGOALS_g快速耦合模式模拟的北太平洋年代际变率58-69

摘要：本文分析了由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国家重点实验室（LASG/IAP）最新发展的FGOALS_g快速耦合模式300a积分模拟结果,通过与多种观测资料的对比分析,讨论了北太平洋年代际变率的时空结构、主要年代际模态的演变特征以及与ENSO的联系等研究内容.结果表明：该模式能成功模拟出北太平洋年代际变率的主要空间分布特征;模拟的年代际模态具有多时间尺度性,其中最显著的是周期约为10-20a左右的准20年振荡模态,该模态上层海洋热容量异常的演变过程主要表现为大致沿副热带海洋涡旋做海盆尺度顺时针旋转的特征,相应的大气异常不仅与阿留申低压的变异有关,而且与太平洋-北美（PNA）遥相关型以及上游的欧亚大气环流异常有密切关系;模拟的北太平洋年代际变率对年际ENSO循环的发生频率和强度有明显的调制作用.但模拟的KOE区和阿拉斯加湾SST异常振幅比观测偏强,这与模式海冰偏多、高纬度SST偏冷的误差有关.

从经向气流看亚澳季风的季节区域特征70-76

摘要：利用1979~2003年的NCEP/NCAR再分析资料探讨了亚澳季风区经向气流的季节性分支和结构特征.结果表明,亚澳季风区经向气流的垂直斜压结构由冬到夏发生季节性转向,即从冬季时的低层北风、高层南风转换为夏季时的低层南风、高层北风.季节反向的经向气流主体偏向北半球,其区域差异性在对流层中低层更为显著.以印度半岛和中南半岛为界,亚洲热带季风区中低层经向气流在冬夏季均呈现三通道特征,与此相应,亚澳季风区自西向东存在三支相对独立的经向环流分支,且冬夏季的差异均很显著,如冬季的中心高度自西向东递减、夏季的经向跨度自西向东递增等.

层结稳定性“豁口”与北太平洋副热带中部模态水形成机制77-87

摘要：本文首先指出北太平洋副热带中部模态水（简称中部模态水）的形成具有显著的“局地”特征,其形成海区在（165°E-160°W,38°N-42°N）区间.海气通量分析表明单纯的外部大气强迫场（太阳短波辐射、净热通量和风应力旋度）不能解释中部模态水形成海区的“局地”性;进一步对上层海洋层结季节变化特征的分析发现秋季（9-10月）在北太平洋中部上层海洋（〈75m）（165°E-160°W,38°N-42°N）区间存在特殊的浮力频率低值区——层结稳定性“豁口”.该层结稳定性“豁口”作为＂预条件（Precondition Mechanism）＂机制对中部模态水形成的“局地”特征给出了合理的解释.在上述研究的基础上,基于一个上层海洋混合层热平衡方程,通过诊断分析揭示该层结稳定性“豁口”是由海表热力强迫、垂向挟卷、Ekman平流和地转平流效应共同导致的,“豁口”东、西边界的确定直接或间接地取决于海表热力强迫、Ekman冷平流和地转暖平流的纬向分布差异.

城市布局规模与大气环境影响的数值研究88-100

摘要：为探索城市建设对局地及周边大气环境的影响,本文采用典型代表性天气条件,以北京主城区及其东部发展带小城镇群的发展变化为例,设计算例进行数值模拟.分析结果表明：城镇群建设发展通过地气的相互作用对局地环境产生显著影响,在本文选择的夏日晴好天气条件下,就1980-2004年城市区域布局状况,模拟域内北京城市用地增加19%,城市区域平均气温增加1.91℃,植被覆盖率减少20%,城市区域平均比湿减少3.3g·kg^-1,并且城市发展的格局规模不同,对城市气象环境的影响程度也不同.此外,由于地气多因子的相互影响和反馈作用,城建规模的变化对周边的环境也存在显著的影响,城建规模越大,对周边的影响越大.例如,（1）北京主城区的存在对周边小城镇午间14：00近地面温度影响最大可达到1.2℃,混合层高度可增高150m左右;（2）城市建设在影响周边气象环境的同时,也改变了城市污染物的输送扩散能力,北京主城区的存在使周边小城镇PM10的允许排放总量减小18.02t·d^-1,同时,随着周边小城镇城市规模的扩大,影响主城区PM10逐渐由净的输出转变为净的收入,小城镇群的存在对主城区PM10净收支的贡献率达到0.192t·d^-1.

珠峰地区似大地水准面精化与珠峰顶正高的确定101-107

摘要：本文使用珠峰及其周边地区的重力数据与SRTM3、1∶50000DEM、GTOPO30地形数据,以该地区的44个GPS水准点为控制,选择国内外的EGM96、WDM94、IGG05B、DQM2000D和CG03C作为参考重力场模型,采用移去-恢复技术,首次完成了珠峰地区分辨率为2.5′×2.5′高精度似大地水准面,其精度达到±9cm,并据此推算了珠峰顶高程异常值.再利用登山线路上的新测重力点与珠峰地形数据,依据严格的重力归算理论及移去-恢复技术,完成了珠峰顶似大地水准面与大地水准面差值计算,即珠峰正常高与正高的换算.

各向同性膨胀点源模拟长白山火山区岩浆囊压力变形源108-115

摘要：2002-2003年长白山火山区的水平运动缺乏中心对称性分布特征,本文采用同一深度沿三个互相垂直方向拉张的点源模式模拟了长白山火山区的岩浆囊压力变形源.在介质参数为Vp=6.700km/s,Vs=3.8700km/s,ρ=2900kg/m^3的均匀弹性半空间中,联合利用2002-2003年长白山火山区的GPS观测数据和水准数据,结合PSGRN/PSCMP代码和遗传算法反演长白山火山区的压力变形源特征.反演结果表明,由三个垂直的不等量扩张方向确定的椭球状点源模型可以较好地模拟长白山火山区岩浆囊压力变形源.岩浆囊深处9.2km,在走向为34.4°,倾角为82.2°的断层面的法向方向体积扩张量最大,达到7000000m^3;在走向为302.8°,倾角为78.5°的断层面的法向方向体积扩张量次之,达到6598071m^3;在走向为337.7°,倾角为14.0°的断层面的法向方向体积扩张量最小,达到5220160m^3.

柴达木盆地东部中新生代两期逆冲断层作用的FT定年116-124

摘要：柴达木盆地东部都兰一带,由于一系列北东倾的、向南西推覆的逆冲断层作用和温泉断裂的右行走滑作用,将柴达木盆地的变质基底和前中生界沉积基底翘起,从而使得柴达木盆地与共和盆地分隔开来.逆冲断层中磷灰石裂变径迹（FT）测年结果反映了柴达木盆地基底断层作用的规律性.从FT测年结果可以看出,FT年龄分为2组,也就是2个活动时期：第1期为108Ma至61Ma;第2期为26.6Ma至17.8Ma.第1期反映的断裂活动具有明显的规律性：从柴达木盆地南缘的东昆仑开始,向柴北缘方向,逆冲推覆的断层作用时间逐渐变年轻,从东昆仑的108.0±9.6Ma（柴达木南缘断裂）变为63.7±4.4Ma（柴北缘断裂）,之后可能有小的跳动.第2期,在原有的一些逆冲断层上形成了新的活动,或形成了一些新的逆冲断层,总体上具有无序或跳跃式变动的特点.

天然气水合物形成条件与含量影响因素的半定量分析125-132

摘要：天然气水合物形成条件及其含量的研究是天然气水合物调查研究中最为关心的两个问题.从天然气水合物形成过程的热动力学理论模型出发,半定量地探讨了不同因素（温度、压力、气体组成、孔隙水盐度、沉积物孔隙大小等）对天然气水合物形成作用及含量的影响程度.结果显示,气体组成特别是丙烷的加入对天然气水合物形成的温度和压力条件影响最大,孔隙水盐度也会对天然气水合物形成的温度和压力条件产生重要影响,沉积物孔隙在一定范围内（1×10^-6m-4×10^-8m）对天然气水合物形成的温度和压力条件影响有限.天然气水合物含量受孔隙大小和盐度影响较小,主要只与气体的供应大小有关.

利用ML振幅研究地壳横波Q值Ⅱ：Q横向变化特征133-139

摘要：利用中国地震年报（1984-2004年）测定ML所用的54000余条区域地震最大振幅数据,采用二维层析成像方法反演中国大陆地壳介质品质因子Q0结构.反演结果表明,中国大陆地壳介质品质因子Q0平均为370,Q0横向变化量可达±200.在整个研究区解的分辨率能够达到3°×3°,大部分地区能够达到2°×2°.Q0的变化显示出与地质构造分区相关的特征：低衰减（高Q0值）异常区主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯高原及华南地区,鄂尔多斯高原北部Q0值最高;高衰减异常区（低Q0值）主要分布在青藏高原以东的川滇地区、华北平原、渤海湾,最低Q0值在渤海湾地区,天山、祁连山和汾渭地堑Q0也呈较低异常变化.总体看来,构造上稳定的克拉通地台的介质品质因子Q0较高,而构造上活动的地区往往Q0较低,显现出区域的衰减变化特征与地壳结构和区域构造之间的密切关系.

缅甸弧及邻区的壳幔S波速度结构与动力学过程140-148

摘要：用适配滤波频时分析技术处理了锡龙（SHIO）、清迈（CHTO）、昆明（KMI）和拉萨（LSA）台记录的长周期数字化面波记录,获取了穿过缅甸弧及周边地区的530条路径的Rayleigh波频散,这些频散的周期范围为10.45-105.03s.在此基础上,以分格频散反演方法从混合路径频散中提取了1°×1°网格内的纯路径频散,并且由网格内的纯路径频散反演出深达200km的S波速度结构,最后重建了缅甸弧及周边地区的S波速度三维结构.所得结果表明：大致以实皆断裂为分界,其东部地壳波速较低,其西部地壳波速较高.印度-缅甸地区岩石圈厚度为110-130km,上地幔顶部S波速度为4.3-4.4km/s;而缅甸弧东侧的滇缅泰地块下方为一低速地幔柱上涌区,其宽度为150-200km左右,这里的岩石圈厚度为70-80km,上地幔顶部S波速度为4.1-4.2km/s.另外,S波速度结构还反映出这一构造格局呈南北向的空间展布,并且与该区地震震源分布、断裂走向、火山分布有很好的对应关系.