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地球物理学报 2009年第03期杂志 文档列表

地球物理学报杂志空间物理学·大气物理学·大地测量学

行星际激波的传播及其相应的地磁效应591-598

摘要：基于2．5维理想磁流体力学（Magnetohydrodynamic，MHD）方程组分析了行星际激波在日球层子午面内的传播过程及其相应的地磁效应．日球层电流片（Heliospheric Current Sheet，HCS）-日球层等离子体片（Heliospheric Plasma Sheet，HPS）对于行星际激波的传播具有一定的阻碍作用．当行星际激波相对于HCS倾斜传播时，相对于扰动源位于HCS异侧的激波强度较同侧的明显减弱．局地激波面的法线（或形状）对通过激波阵面的磁力线发生偏转的程度和方向起决定性作用．沿激波传播方向其为准平行激波，磁场偏转程度较小，而其两侧部分则为斜激波，磁场偏转程度较大．位于HCS广HPS位置处的波前形成凹槽，磁力线偏转程度明显加强．行星际激波对磁场的偏转效应是其驱动地磁暴的重要机制，而且地磁效应的强度与地球相对于HCS的角距离△^θp有明显关系．数值模拟结果表明：任何行星际激波，△^θp=0°处均无法形成较大强度的地磁效应；沿HCS传播的行星际激波，地磁效应最强的区域位于HCS两侧；相对于HCS倾斜传播的行星际激波，地磁效应最强的区域位于HCS异侧．

Alfven波在低纬电离层中的传播研究599-606

摘要：Alfven波在低纬地区电离层的传播有其特殊性，一方面，低纬地区同样存在Alfven速度梯度的巨大变化，导致电离层Alfven谐振器（Ionospheric Alfven resonator，IAR）的形成；另一方面，由于在低纬地区磁倾角很小，所以剪切Alfven波在传播的过程中纬度方向跨度很大，不同纬度电离层参数将共同对其产生影响；并且，由于电离层水平分层，故磁力线与电离层不正交．本文选取双流体力学模型，在忽略场向电场的条件下，利用非正交坐标系，结合IRI07模型与MSISE00模型模拟低纬地区Alfven波的传播，得到其反射及耦合特性．结果表明，低纬地区同样存在电离层Alfven谐振现象，由耦合产生的压缩模有向磁赤道方向传播的趋势，夜间电离层状态相对于白天更适合IAR的形成，谐振频率沿磁力线L值增大单调递增．

亚暴期间极光电集流带的变化607-615

摘要：极光活动加剧和极光电集流增强是磁层一电离层能量耦合的两种重要表现形式，它们同为磁层带电粒子向电离层沉降的结果，但是变化规律却非常不同．本文用地基磁场资料，反演极区等效电流体系，研究地磁平静期和扰动期极光电集流带的运动特点．研究表明，Harang间断把极光电集流带分为两段：下午一黄昏段的东向电集流带较弱，而晨侧和子夜一凌晨段的西向电集流带较强．在亚暴膨胀相，随着AE指数增大，整个极光卵向赤道扩展，而极光电集流带却表现出分段差异的特点：下午黄昏东向电集流带向低纬移动，晨侧西向电集流带也向赤道移动，而子夜一凌晨西向电集流带则向极移动．电动力学分析表明，在不同地方时段，控制电流的主要因素不同，因而，电流及其磁扰有不同的特点：下午一黄昏东向电集流和晨侧西向电集流组成了DP2电流体系，主要受控于磁层对流电场，反映了“驱动过程”的行为；而子夜凌晨西向电集流是DPI电流体系的基本部分，主要受控于电导率，反映了“卸载过程”的特点．

不同下垫面湍流通量计算方法的比较研究616-629

摘要：本文利用1990-1994年在中国内蒙古奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据，采用变分法、波文比能量平衡方法和空气动力学方法计算了7种下垫面（沙丘、草原、四种放牧强度的草地、玉米田）的湍流通量并进行了比较．结果表明：除沙丘和重度放牧草地外，三种方法计算的湍流通量在大多数时刻是比较一致的，相关性较高，能量闭合程度也较好．在用于计算植被相对茂盛下垫面的湍流通量时，变分法得到的结果更好一些．随着放牧强度的增大，地表生物量、覆盖率和植被高度相应减少，潜热和动量通量相应减小，而感热通量增大．草地等植被茂盛的下垫面能够增加垂直方向的动量输送，增加空气动力学粗糙度，减小风速，阻止地表沙粒的运动和沙丘的起伏，对防止沙漠化能起到较大作用．

海陆风及沿海风速廓线在风电场风速预报中的应用630-636

摘要：为了建立沿海风功率预报系统，本文探讨了中国沿海风电场风速预报问题，并利用数值模式RAMS对海陆风进行了模拟研究．发现海陆风发生时，海风和陆风阶段风速廓线存在较大差异，海风阶段风速的垂直切变明显小于陆风阶段．海陆风发生时，风速会呈现有规律的变化，即海风和陆风分别有两个时段：风速增加时段和风速减少时段．在为沿海风电场提供风速预报时，当模式预报到海陆风发生时，可以利用海陆风的这种特点，使用统计方法对预报出的风速进行有效的订正．并发现即使没有海陆风发生，当风向为海洋吹向陆地时，风速随高度的垂直切变同样小于陆地吹向海洋的时段．利用统计方法根据不同风向时风速廓线的特性，把数值模式计算高度上的预报结果，精确地插值到风机涡轮高度，会很大程度上减少风速预报的误差及风功率预报环节的误差．

超导重力技术在探讨核幔边界黏性特征中的初步应用637-645

摘要：旋转椭球型地球的固体地幔与液态地核间相互作用而产生的逆向本征模通常称之为地球自由核章动，自由核章动的品质因子（Q值）能有效反映核幔边界层能量耗散特征，与核幔边界的黏滞度密切相关．本文首次利用全球地球动力学计划网络23个台站27组高密度采样的高精度超导重力仪器观测数据，采用迭积技术，确定了自由核章动参数Q值，进而计算了核幔边界的黏滞系数．数值结果说明获得的核幔边界动力学黏滞系数达到10^3 Pa·s量级，与加拿大科学家Smylie等利用VLBI观测资料获得的最新结果一致，这说明重力技术是有效应用于研究地球深内部结构的重要手段之一．

地球物理学报杂志地震学·地球动力学·地热学

黄海的地壳速度结构与中朝——扬子块体拼合边界646-652

摘要：利用中国、韩国和ISC台站的地震走时数据反演了黄海地区的地壳P波速度结构，对比重力异常和断裂体系、Pn波速度及其各向异性，分析了不同地球物理异常的相互关系以及黄海东部和西部的结构差异，为厘定黄海东部断裂暨中朝-扬子块体的拼合边界提供了新的信息．反演结果表明，北黄海和南黄海西部具有沉积盆地的地壳结构特征，P波速度明显偏低且深度较大，说明盆地内部沉积层较厚、沉降幅度较大，以北黄海、南黄海海州湾和苏北-南黄盆地最为突出．南黄海中部、胶东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛显示出构造隆起区的地壳速度特征，其中南黄海中部的高速异常具有北东方向的伸展痕迹，与胶东地区的区域构造走向趋于一致，但是与朝鲜半岛的高速异常并不相连，其间存在明显的分界．据此推测南黄海与朝鲜半岛之间可能存在一个近南北方向的深断裂——黄海东部断裂，至于该断裂是否可以作为中朝-扬子块体在海区的拼合边界，尚需获取黄海东部及朝鲜半岛更详细的相关资料提供依据．

中国东部海域岩石圈结构面波层析成像653-662

摘要：本文通过面波层析成像得到了中国东部海域及邻近地区的地壳上地幔S波速度图像，给出了主要构造单元的区划及其结构特征，并讨论了速度结构与现今构造活动及构造演化历史的关系．研究区内中下地壳的平均速度与地震活动存在比较显著的关系，强震基本都发生在低速区内或高低速过渡区．太行山以东地壳内存在几条北西向低速带，其中张家口一渤海地震带下方的低速带最为显著．东部海域划分成北黄海、南黄海、东海、和冲绳海槽等4个构造块体．北黄海具有较薄较高速的岩石圈，与南华北盆地类似，推测是中生代特提斯洋向北俯冲造成岩石圈减薄的遗迹．北华北地区具有低速的地壳和较厚的岩石圈，岩石圈地幔速度偏低且上下比较均匀，可能反映中生代沿北方缝合带持续碰撞作用的特点．南黄海具有相对较厚的岩石圈，较多地保存了下扬子克拉通的特征．在下扬子与华北地块的拼合过程中，洋壳俯冲可能是北黄海和苏皖地区上地幔低速特征的成因．在125°E以东的朝鲜半岛地区未发现这一拼合过程的遗迹．有可能整个朝鲜半岛都是华北地块的一部分；但也有可能是太平洋俯冲和日本海张开的作用完全改造了朝鲜半岛的岩石圈上地幔，抹去了以往构造运动的痕迹．东海地区的地壳厚度，特别是岩石圈厚度向冲绳海槽方向减小，反映出菲律宾海板块俯冲在弧后广大地区都有影响．冲绳海槽地区可见俯冲的菲律宾海板片以及板片上方显著低速的地壳和上地幔，为冲绳海槽的弧后扩张机制提供了证据．

华北地区基于噪声的瑞利面波群速度层析成像663-671

摘要：本文利用华北地震科学台阵2007年1～4月份、190个宽频带和10个甚宽带垂直分量的地震噪声数据，通过互相关方法提取了瑞利面波的经验格林函数，用多重滤波方法测量了瑞利面波的群速度频散曲线．我们将研究区域划分为0．5°×0．5°的网格，利用噪声层析成像方法得到了研究区域7s、12s、16s、23s的瑞利面波群速度分布图像，所得结果较好地揭示了地壳内部、尤其是浅部地壳的横向速度变化．研究表明，短周期的群速度分布同地表地质结构、地形密切相关；华北地区的地壳结构具有明显的横向不均匀性，华北盆地及山间的沉积盆地显示出低速异常，而基岩广泛出露的太行山和燕山隆起区，呈现高速异常；多数强震（M≥6．0级）都发生在高群速度与低群速度的过渡地带．

提取视震源时间函数的PLD方法及其对2005年克什米尔Mw7．6地震的应用672-680

摘要：通过重构用于确定视震源时间函数有效持续时间的判别函数，对提取视震源时间函数的PLD方法进行了改进；利用合成资料和实际资料，验证了改进后PLD方法的可行性和稳定性．将PLD方法应用于2005年克什米尔Mw7．6地震及其11个余震的1887条记录，在84个台站处获得了这次地震的视震源时间函数．分别平均从不同台站的P波、S波、Rayleigh波和Love波中得到的视震源时间函数，获取了主震的平均视震源时间函数．对视震源时间函数的分析表明，2005年克什米尔Mw7．6地震的持续时间大约为25S，这是一次“急始型”地震，总体上表现为圆盘形破裂．但有迹象表明，破裂在初期有向西北方向发展的单侧传播趋势．

首都圈数字地震台网对微弱爆破信号的检测能力681-690

摘要：利用首都圈数字地震台网接收人工地震信号，进行地下结构研究具有重要意义．但人工震源释放的能量小，激发的地震波以短周期为主，因此本文较全面地研究了地震台网对短周期微弱信号（1～20Hz）的检测能力：（1）分析了台网的背景噪声，结果表明基岩台址的地震台噪声比沉积盖层台址的地震台噪声低约13dB，这相当于近1个震级的检测阈值；夜间的噪声比白天低约5dB；噪声有逐年增高的趋势，2006年比2001年噪声提高约4dB．（2）分析了在台网内进行的药量为25kg的陆地井下爆破实验，一次爆破相当于0．69级（ML）的天然地震，有18个地震台可辨认爆炸产生的Pg、Pm或Pc波；离爆破点218km的基岩台，仍可以接收到振幅只有1．6nm的Pm波，这个结果可为地震勘探实际工作提供参考．（3）研究了台网外核爆试验的信号特征，2006年发生在朝鲜的地下核试验是一次检验台网检测微弱信号能力的好机会．波形记录经1～5Hz滤波后，台网中噪声小的18个基岩台可以清晰辨认核爆破产生的P波或Lg波，P波平均振幅为16nm，计算的平均震级为mb4．3，和NEIC给出的震级相同；分析还表明背景噪声是影响台站信号检测能力的主要因素之一．

强震前的“加速矩释放”（AMR）现象：对一个有争议的地震前兆的回溯性震例研究691-702

摘要：近年来，国际上对于强震前的加速矩释放（AMR）现象是否可作为一种可靠的、带有普遍性的地震前兆现象争议较大．本文以2008年3月21日新疆于田Ms7．3地震为例，试图从前兆存在的客观性和与地震发生的物理相关性两方面考察本次地震前的AMR现象．用“破裂时间分析”方程中的幂指数m作为描述震前加速矩释放“程度”的参量，在时间-空间-地震序列截止震级组成的三维参数空间（T，R，M）内考察AMR现象存在的客观性．考虑了多种因素对m（T，R，Mc）分布图像可能的影响，其中，余震是否删除和Mr对计算影响不大，但MI，6．0以上“干扰”事件的影响则较大．结果表明，于田地震前的确存在AMR现象，但得到的m（T，R，Mo）分布图像较为复杂，可观测到两个明显的AMR集中分布区．此外，在以实际震中为圆心的多个圆形区域内，使用固定时间窗向实际发震时刻滑动逼近，可观测到m值逐渐减小，即加速特征逐渐明显的过程．对震前矩释放程度m值的时一空扫描结果显示，出现AMR现象的空间区域与震中位置似有较好的对应，但其时一空演化图像与滑动时一空窗的选取有关．这表明，本次Ms7．3地震前的确存在AMR现象，并与其孕震过程在物理上相关．但本文仅是一个震例的研究，无法给出具有统计显著性的结论，此外，用AMR来约束地震发生的时间看来是困难的．

近断层强地震动场预测703-711

摘要：以1997年4月11日新疆伽师地震（Mw6．1）为例，详细介绍了近断层强地震动场的预测方法．首先，用有限断层震源建模方法建立了该次地震的震源模型；然后，基于动力学拐角频率的地震动随机模拟方法，模拟了该次地震仅有主震加速度记录、且位于巨厚土层上的三个台站的加速度时程，并用实际地震记录进行了验证．在此基础上，基于预测的近断层77个节点的加速度时程的峰值绘制了该次地震的加速度场．结果表明，上述方法模拟的加速度时程在0．5Hz以上的高频段是可行的、实用的；预测的近断层加速度场具有非常明显的上盘效应．地表最大加速度的范围与断层面上最大凹凸体位置相对应，说明与断层面上凹凸体相对应的地面上的建（构）筑物将会遭受到较为严重的震害．

2007年中国科技期刊CSCD影响因子和总被引频次前15名排行表711-711

试论岩石破裂和破坏的差异对地震模拟及前兆研究的影响712-719

摘要：本文分析讨论了实验地震学研究中很少论及的岩石破裂和破坏的很大差异，指出仅以岩石破坏实验模拟地震特别是前兆研究存在诸多不足．建议以岩石破裂来模拟地震特别是前兆研究，由此可给出较为完整的地震活动图像．岩石破坏前兆已研究的相当多，但大破裂前则未必出现如破坏那样的前兆．大破裂前兆特征比破坏前兆更能反映地震前兆的复杂性，其识别更难，更符合实际．同时议及以岩样的整体黏滑模拟地震研究特别是前兆研究的不足．建议加强对局部现象大破裂（或黏滑）的前兆特征、预测方法的深入仔细研究．

堪察加地区现今地壳运动与变形特征研究720-731

摘要：利用俄罗斯堪察加地区1995～2005年的GPS观测数据，研究了该区现今地壳水平运动速度场特征．在球坐标系中解算了各应变率分量，分析了应变率场的空间分布特征，并与地震学和地质学研究结果进行了综合对比分析．结果表明，堪察加半岛北部的微板块边界并不明显，堪察加南部测站运动速度大于中部和北部地区，愈靠近东部板块汇聚区，测站速度越大．从东海岸到两海岸，测站水平速度存在明显的梯度衰减特征，水平运动方向与太平洋板块向西北的俯冲方向基本一致．各应变率分量具有东部海岸大于中部和西海岸、从东至西呈梯度衰减的特点．堪察加大部分地区处于EW和NS向压缩状态，局部存在拉张．面应变率结果显示绝大部分为压缩区.刚性转动结果表明大部分地区表现为顺时针转动，北部地区和南端顺时针旋转性明显．东部有效应变率明显大于西部地区，东西向梯度衰减关系明显．主压应变率明显大于主张应变率，特别是存东海岸地区．主压应变率方向与中等以上地震的主压应力轴在水平方向的投影方向基小一致．地壳变形场在空间分布上的不一致性主要与太平洋板块在堪察加半岛东南侧的俯冲深度、俯冲方佗角、俯冲倾角和俯冲带的耦合强度有关．

淮北煤田宿临矿区现今地温场分布特征及其影响因素732-739

摘要：淮北煤田是我国华东地区最主要的能源供给基地之一，研究其现今地温场特征既是强烈的现实要求，也具有十分重要的理论意义．本文在淮北煤田宿临矿区区域地质研究的基础上，根据位于宿临矿区内不同构造单元中的8个主要煤矿井田及其邻近区域111个钻孔的测温数据，绘制了矿区现今地温一深度关系图、现今地温梯度一深度关系图以及不同构造单元的现今地温梯度分布图，分析了宿临矿区现今地温场的分布特征．研究表明，宿临矿区现今地温梯度分布范围介于1.50～3．80℃／hm，整个矿区平均现今地温梯度约为2．65℃／hm，与华北其他主要能源盆地相比有所差异．宿临矿区现今地温梯度在相同构造单元内分布具有褶皱隆起区高、断裂密集区域高的特点；不同构造单元中井田的平均现今地温梯度相比较则表现出由东部构造单元至西部构造单元逐步增高的趋势．分析表明，区内现今地温场主要受构造格局和岩性变化影响.

地球物理学报杂志应用地球物理学

南黄海海底大地电磁测深试验研究740-749

摘要：针对南黄海盆地深层地震地质条件差，地震波受屏蔽，能量严重衰减，在海洋反射地震资料中很难识别反映中-古生界的反射地震波组，不能满足南黄海瓮地前第三系油气资源前景评价的需要等问题，于2006年5月，开展了南黄海海域海底大地电磁测深试验，在盆地内五莲斜坡和胶州凹陷区布设厂3个海底大地电磁测深点，取得了可靠的海底观测数据．本文详细阐述了海底大地电磁测深与常规大地电磁测深在数据处理方法上的差别，论述了海洋电磁噪声对海底大地电磁场观测的影响，提出了海底大地电磁场实测资料“水平姿态”校正、“方位”校正和“海洋电磁噪声”校正的方法．通过对试验观测资料的处理和反演，并结合地质、物性资料进行综合分析，结果表明在南黄海盆地海底以下深部还存留有古生代地层，这对于南黄海前第三系含油气前景的评价具有重要意义．试验结果也证明了海底大地电磁测深技术在研究古生代残留盆地方面的问题可以发挥相当好的作用．