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 2008年第04期杂志 文档列表

地球物理学报杂志国家自然科学基金专项资助期刊
垂直无碰撞激波的离子加速机制953-959

摘要:利用一维全粒子模拟得到的垂直无碰撞激波的位形,通过试验粒子方法研究了不同初始能量粒子的激波加速机制.将与激波相互作用的离子分成反射和直接穿过两类,发现只有被激波反射的离子可被激波明显加速,其中初始能量较小的反射离子通过激波冲浪机制加速,而初始能量较大的离子通过激波漂移加速机制加速.同时激波厚度还对离子被加速过程有重要影响.

密度非对称的二维无碰撞磁场重联960-967

摘要:使用二维粒子模拟(PIC)的方法研究了在电流片两侧具有不同温度或密度情况下的无碰撞磁场重联过程.在初始等离子体密度非对称的情况下,发现重联区等离子体流场结构、电磁场结构以及重联过程与对称情况下的结果有明显不同.通过对电流片两侧温度比取不同的参数Tm/Ts=1,2,5进行模拟(其中Tm和Ts分别代表磁层侧和磁鞘侧的温度),结果分析发现,(1)在密度非对称系统中,出流区电子沿着分离面出现一个整体的从高密度区向低密度区的流动,并围绕磁岛形成一个电流环;(2)在高温低密度一侧,在重联过程中,分离面两侧将出现很强的电荷分离并产生一个基本垂直于分离面的强度较大的电场Ez,其幅度和空间尺度与温度梯度近似地成线性正比和反比关系.在初始电流片两侧温度之比取Tm/Ts=5的情况下,Ez的幅度将达到0.71,其空间尺度与局地电子惯性长度de同一量级,这一结果与观测相吻合;(3)重联率随着温度梯度增大而下降.

极光沉降粒子能量与AE、Dst指数的相关分析968-975

摘要:对NOAA的POES系列极轨卫星观测得到的1978年以来近30年的极光沉降粒子半球能量的估算值EPI(Estimated Power Input)数据进行了分析,结果表明,极光沉降粒子有显著的春秋分峰值的年变化特征,并且有冬季半球沉降能量较大的南北半球不对称性.对EPI的时均值Pn与地磁指数AE、Dst的相关分析得到,Pn与AE的相关系数为0.76,Pa与Dst的相关系数为-0.55.把南北半球的时均值SPa,NPa数据分别与AE,Dst指数做相关,发现SPa与AE的相关性稍高于NPa的,SPa和NPa与Dst的相关性近似,当时延r=0时,AE与Pa的相关最好,表明全球极光沉降粒子和极光电集流的变化同步;当Dst滞后于Pa,时延r=1~2h,Pa与Dst的相关最好,并且时延r为6~8h,Pa与Dst的相关都好于无时延的水平.

中国广东电网的几次强磁暴影响事件976-981

摘要:2001年以来,随着我国阳-淮系统等多条500kV长距离线路的相继建成投运,江苏上河、广东岭澳等地变压器多次发现不明原因的强烈振动和噪声增大事件.本文通过对2004年11月以来、十几次磁暴地磁数据与变压器中性点实测电流数据的比较,证明了干扰事件是磁暴在电网产生的地磁感应电流(GIC)所为;其中,2004年11月7日和10日磁暴在岭澳核电站引发的GIC最大值为47A和55.8A,大于直流输电单极运行时变压器中性点的直流电流水平,因此磁暴对岭澳核电站的瞬时影响比直流输电的影响大;监测数据表明广东电网的GIC水平高于阳淮输电系统的水平,初步分析认为与电网结构和海岸效应等因素有关.目前,举世瞩目的1000kV特高压工程已开工建设,特高压线路的单位电阻最多是500kV的二分之一,并且线路更长、规划规模大、且变压器采用单相变压器组结构,磁暴影响问题迫切需要研究.

卫星遥感东经120°子午圈MLT典型温度结构:中间层顶统计分析982-990

摘要:利用2002-2006年期间SABER/TIMED温度数据综合考察了中心位于120°E,宽度为30°子午圈(东经120°子午圈)内中间层和低热层(MLT)大气的平均热力状态.季节平均温度的分析结果说明该子午圈中平均温度与用相同数据集建立的纬圈平均温度之间表现出相当好的一致性,但是与国际参考大气CIRA-86温度之间则表现出显著的差异,而对MLT典型温度结构描述不同是导致70km高度以上出现这种显著差异(20K以上)的主要原因.进一步利用逐日数据开展温度梯度诊断确定了中间层顶的位置和温度,在此基础开展考察的结果显示,在夏季,与极区中间层顶高度一致(83km)的中间层顶稳定地伸展到中纬度(48°N),而热带和赤道地区中间层顶稳定地维持在97km高度,形成了“两台阶”中间层顶结构.逐日分析结果还揭示了中纬度地区夏季中间层顶异常复杂的表现,结果表明在这里可以看到两种位于不同高度的中间层顶,第一种位于83km并且伴随异常低温,而另一种位于约100km高度.虽然基于当前分析结果并利用过去用于解释极区中间层顶“两模态”的理论对有关问题进行了探讨,但是全面理解夏季中纬度中间层顶的复杂表现还有待更深入的研究.

起伏地形下黄河流域太阳散射辐射分布式模拟研究991-998

摘要:针对天文、大气、宏观地理与局地地形等因子对起伏地形下太阳散射辐射的复杂作用,将影响起伏地形下太阳散射辐射的天空因素与地面因素分开处理.通过基于数字高程模型(DEM)数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,综合考虑地面因素对散射辐射的影响;基于常规地面气象站观测资料建立的水平面散射辐射模型考虑天空因素对散射辐射的影响;依据各向异性散射机理,建立了起伏地形下太阳散射辐射分布式计算模型,探索出一条利用DEM数据和常规气象观测资料实现山区太阳散射辐射定量模拟的技术路线.以1km×1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,实现了起伏地形下黄河流域1km×1km分辨率的太阳散射辐射分布式模拟.

Hadley环流与北太平洋涛动的显著关系999-1006

摘要:利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了冬季(11~4月)Hadley环流与北太平洋涛动(NPO)的变化特征以及它们之间的关系.本文选取0°~30°N区域里最大质量流函数来描述北半球Hadley环流强度随时间的演变,利用(20°N,180°~160°W)和(60°N,180°~160°W)区域平均的标准化海平面气压差代表NPO强度.结果表明,冬季北半球Hadley环流与NPO的变化形势非常一致,两者都具有显著的年际和年代际变化(70年代前处于负位相,80年代之后处于正位相),同时还呈现出明显的增强趋势.Hadley环流变化与NPO异常的关系非常密切,在年际和年代际时间尺度上都具有显著的正相关.这种强相关性在大气环流场上可以得到很好的印证.研究还揭示,太平洋地区10°~30°N下沉支和40°~60°N上升支的异常运动可能是这种关系存在的主要内在原因.

初始误差和参数误差对混沌系统可预报性影响的比较1007-1012

摘要:利用非线性误差增长理论,以Lorenz系统为例比较研究了初始误差和参数误差对混沌系统可预报性的影响.结果表明:在初始误差和参数误差单独存在时,系统的可预报期限随误差大小的变化规律基本上相同;对于相同的误差大小,初始误差和参数误差对系统可预报期限的影响几乎相同,这一结果基本上不随参数范围的变化而变化.当初始误差和参数误差同时存在时,两者对可预报期限影响所起的作用大小主要取决于初始误差和参数误差的相对大小.当初始误差远大于参数误差时,Lorenz系统的可预报期限主要由初始误差决定,可以不用考虑参数误差对预报模式可预报性的影响;反之,当参数误差远大于初始误差时,Lorenz系统的可预报期限主要由参数误差决定;当初始误差和参数误差大小相当时,两者都对系统的可预报期限起重要作用.在后两种情况下,在考虑初始误差对可预报性影响的同时还必须考虑参数误差的作用.这提醒我们在作实际数值天气预报的时候,不仅要重视初值的确定,也要重视数值模式控制参数的确定.

卫星遥感藏北积雪分布及影响因子分析1013-1021

摘要:利用1993~2004年SSM/I被动微波辐射仪反演的雪深资料,1996~2004年NOAA/AVHRR可见光和红外反演的积雪覆盖面积资料,1966~2003年藏北地区6个地面台站的积雪观测资料来检验卫星资料的可用性,并研究近年来藏北积雪的时空分布和影响因素.结果表明,SSM/I,NOAA/AVHRR和实际观测的积雪资料具一致性.从积雪时间变化看:季节尺度上,藏北地区秋冬季积雪迅速增加,但春季(3~5月)融雪速度不快,呈现正反馈特征;年际尺度上,藏北地区20世纪60年代末期起积雪开始减少,80年代积雪增加,90年代起到2003年积雪总体上减少,呈现出减少增加减少趋势.采用小波分析发现积雪振荡周期存在着一个准2~3年,准9年和13年的周期,从20世纪70年代初到90年代中期还有一个5年的周期.积雪空间上看,藏北地区积雪主要集中在东部地区,该区每个冬春年积雪覆盖旬数超过15旬,显著高于西部少雪区,大部分积雪集中在4900~5600m的高度左右;藏北高原积雪变动的显著区位于藏北中东部的安多和聂荣地区.利用藏北地区1966~2003年的地面温度和降水资料建立回归方程模拟年累积雪习.结果表明模拟值与实测值之间的相关系数达0.74.积雪时空分布受温度、降水等因子影响明显.1998~2003年藏北积雪的减少与全球变暖有关,但降水的减少可能是导致近年来藏北积雪减少的更主要因素.

西北太平洋M_s≥7.8级强震影响我国月季降水场的过程分析1022-1028

摘要:地震与气候变化的关系现已成为一个研究热点.本文根据地球流体力学的长波理论,研究了强震地热涡的长波运动特性;分析了西太平洋M8≥7.8级强震与我国月降水场的对应关系.研究结果表明,与强震相伴的地热涡尺度超过850km时,它会向西退行,从而影响我国月季降水场的相应演变.利用上述结果,对2007年我国汛期降水分布进行了预报,实况证明此方法可行.

泥河湾盆地大长梁剖面河湖相沉积物的岩石磁学性质1029-1039

摘要:以热磁分析为主,对中国北方泥河湾盆地更新世河湖相地层中灰绿色粉砂和灰黄色粉砂/细砂两种典型沉积物进行了详细的岩石磁学研究,有效确定了这两类沉积物中磁性矿物的种类、粒度特征以及加热过程中磁性矿物的变化过程和产物,并对其包含的古环境意义进行了初步探讨.灰绿色粉砂样品主要含有磁铁矿和赤铁矿两种磁性矿物,磁性相埘较弱,颗粒相对较细;灰黄色粉砂/细砂主要含有磁铁矿和磁赤铁矿,磁性相对较强,颗粒相对较粗.在氩气环境中经700℃加热处理后,这两种沉积物中的绿泥石都分解,并生成超细粒(处于超顺磁和单畴颗粒区间)的磁铁矿,导致磁化率大幅升高.因此泥河湾盆地沉积物的热磁特征可以用来检测样品中绿泥石的相对含量,进而反映该地区化学风化作用强度的变化.此外,灰绿色粉砂样品中绿泥石含量比灰黄色粉砂/细砂样品的含量高.在氩气中加热后,磁化率升高幅度也较高,可能反映了化学风化相对较弱的沉积环境.

山西襄汾大柴更新统剖面划分的新观点1040-1047

摘要:对山西襄汾丁村文化遗址群内大柴剖面进行的磁性地层学研究表明,松山与布容的极性界线(M/B)出现在距剖面顶部45m处;磁化率对比结果显示,此位置正好与S8上部对应.由这种极性和磁化率的对应结果可推断,下、中更新统(Q1/Q1)的地层分界也应在距剖面顶部45m处的S8上部,而不是传统上认为的Q1/Q2的地层分界,在距剖面顶部80m处.这种以古地磁学为基础的新的划分方案,对丁村遗址群的对比以及丁村遗址年代的最终确定都有重要的指示意义.根据其沉积环境和地层特征推断,采样部位下部的磁化率低值带应为水成黄土.而岩石磁学研究结果显示,磁铁矿、赤铁矿和热不稳定性磁赤铁矿是大柴剖面沉积物中主要的磁性矿物;磁铁矿和赤铁矿同为高温稳定性磁性载体.

地幔对流拖曳力对中国大陆岩石层变形的影响1048-1057

摘要:采用较为符合实际岩石层变形的非线性幂指数本构关系,基于ANSYS有限元平台,模拟了近20万年来中国大陆地区地表运动及演化过程,探讨了印度板块挤压作用和地幔对流拖曳力各自对于中国大陆地区地表形变运动格局的影响.模拟结果与观测数据的比较表明:在印度板块的挤压和地幔拖曳力联合作用下,中国及东亚大陆岩石层运动形变模式能够和现代GPS观测有较好的吻合;印度大陆和欧亚大陆的碰撞以及印度大陆的持续向北推进、挤压所产生的应力环境,一直主导了以青藏高原为核心的我国西部地域岩石圈构造、运动和演化,但其影响随着远离青藏高原地区而逐渐变小;地幔对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力是中国大陆(特别是远离碰撞带)岩石层运动构造变形的重要驱动力.然而在构造复杂和东部靠近太平洋板块的区域,模型预测结果和GPS观测还存在一定的差距,这说明在未来的中国大陆岩石层变形运动的数值模拟中,应当采用更为复杂的构造模型和驱动力因素.

地幔岩石圈热结构差异与中国大陆岩石圈均衡分析1058-1065

摘要:观测表明,大陆地区存在很多传统均衡模型无法解释的现象,其根本原因在于传统均衡理论中没有考虑地幔岩石圈部分由于热结构差异导致密度差异的影响.本文基于岩石圈尺度的质量平衡模型研究了中国大陆20个构造单元地壳及地幔岩石圈对地形海拔的贡献,以及各块体的均衡状态.计算结果表明,在一些地区,如塔里木盆地、北山和柴达木盆地,尽管岩石圈均衡模型和Airy模型得到了一致的海拔值,但岩石圈均衡模型更能体现均衡过程的物理本质;除青藏高原造山带外的多数块体,岩石圈均衡模型的计算结果更接近观测海拔和地表垂直运动状态;总体上,考虑地幔岩石圈热结构影响后,中国大陆各地区的均衡结果普遍优于传统的均衡模型.通过对均衡状态分析,我们得到以下主要结论:(1)构造稳定地区均衡程度较高;(2)青藏高原及周边造山带现今地壳运动主要为区域构造过程及深部动力学过程所控制,均衡调整过程不是主要控制因素;(3)现今地壳垂直运动比较明显的块体处于均衡调整阶段,地表垂直运动的大小反映了该区所受的均衡力作用的程度;(4)构造稳定地区基于岩石层均衡的理论计算海拔与观测海拔之差值和现今地壳垂直运动速率有较好的相关性,据此我们可以通过均衡分析研究构造块体的运动趋势和动力学性质;(5)地幔热结构对现今地形、海拔及地壳垂直运动有显著影响,在处理均衡问题时,地幔岩石圈热结构是我们必须考虑的重要因素.

2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因1066-1073

摘要:2008年5.12汶川大地震发生在中国大陆南北地震带中段.由于龙门山断裂带历史上只发生过3次6~64级强震,而且其晚第四纪构造活动速率很低,以至于对其潜在地震危险性认识不足.为什么在龙门山地区突发大地震,该地震具有哪些特征?其成因机制是什么?本文在地震地质科学考察的基础上,利用震前的GPS观测结果,试图对上述问题进行一些初步的思考和探讨.结果表明,5.12汶川大地震是龙门山断裂带的映秀—北川断裂突发错动的结果,地表上形成200多公里长的地表破裂带;灌县—江油断裂在地震中也发生了破裂,形成的地表破裂带长达60多公里.震前的GPS观测表明,横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过~2mm/yr,单条断裂的活动速率不超过~1mm/yr,与地震地质研究结果和历史地震记录相一致.利用地震地质考察和地震波反演得到的最大同震位移可以获得相当于5.12汶川大地震的强震复发周期为2000-6000年.龙门山断裂带发育在破裂强度很大的变质杂岩体中,断裂带本身在剖面上呈“犁形”或“铲形”结构,有利于能量积累,形成破坏性巨大的地震.所以,5.12汶川大地震是一次低滑动速率、长复发周期和高破坏强度的巨大地震,是一种值得高度重视和深入研究的新的地震类型.

根据GPS和InSAR数据反演2001年昆仑山口西地震同震破裂分布1074-1084

摘要:2001年昆仑山口西地震经历了一个相当复杂的破裂过程,迄今为止用不同资料、不同方法和模型得到的同震破裂具有很大差异.我们采用地震前后GPS和InSAR观测数据得到的同震位移反演该地震的同震破裂分布,检验各种可能的模型参数,得到在数据与平滑优化约束下尽可能详尽的结果.建模过程经历三个步骤:(1)采用直立断层模型反演,根据解的分辨率和拟合差的折中曲线得到最优平滑约束;(2)改变断层倾角,找到使得观测数据和正演计算拟合最好的断层倾角;(3)根据前面两步得到的最优平滑约束和断层倾角求得地震同震破裂分布.比起前人的研究结果,我们得到的地表走滑分量随断层分布与地质考察数据符合得更好.我们还发现形变沿断层两盘并不对称,断层南盘的位移比北盘大10%~20%.这种位移场的不对称性可以由倾角约为80°~81°的南倾断层所解释.我们首次用大地测量数据揭示了太阳湖断层东端和东昆仑主断层西端~50km的左阶断层上吸收了0.1~0.2m的正断层分量,昆仑山口断层段吸收了~0.8m的逆冲分量.地震释放的总地震矩为9.3×10^20N·m,对应于Mw8.0的地震.

基于InSAR、GPS形变场的长白山地区火山岩浆囊参数模拟研究1085-1092

摘要:利用差分合成孔径雷达干涉测量技术(D-InSAR)获取长白山地区的形变场.结果显示1995~1998年期间,位于长白山东南侧的间白山火山存在6~12cm的视线向形变,而长白山天池火山处于平静期,没有明显形变.利用2002~2003年的GPS和水准获取的形变数据,分别采用Mogi单源、双源模型反演了长白山地区火山的岩浆囊参数.其中双源模型拟合效果较为理想,两个点源一个位于长白山天池老火山口下方7.9km处,另一个位于间白山火山下方5.5km处.对双源模型反演得到的岩浆囊参数进行适当调整,拟合得到与InSAR形变场基本吻合的结果.上述研究结果表明长白山地区火山活动存在时间上的间歇性和空间上的迁移性,为进一步研究长白山地区火山活动机制提供了参考和依据.

1998-2003年伽师三次不同类型Ms6级地震震源破裂过程及短期内余震活动特征1093-1102

摘要:利用大量远场观测地震图反演了新疆伽师地区三次不同机制类型Ms6级地震的破裂过程.结果表明,1998年8月2日 M,6.1级地震破裂尺度小,破裂过程简单,最大滑动量为12cm,主破裂过程持续时间为8s.1998年8月27日Ms6.5地震破裂过程的空间分布反映出双侧破裂特征,主破裂过程在前13s基本完成,最大滑动量为63cm,破裂面上起始破裂点两侧的滑动矢量方向不同.2003年2月24日Ms6.8地震的破裂过程最为复杂,震源时间函数由两次上升时间组成,破裂一共持续了32s,最大滑动量为32cm.研究表明,余震主要发生在主震破裂图像中大滑动量区域的或滑动量变化梯度较大的区域,主震后短期内发生的余震震源机制解也与破裂面上断层的错动方向一致,表明余震的位置和机制与主震破裂所引起的应力重新分布有关.