2008年1月5日磁层亚暴期间磁尾近地重联事件的THEMIS观测与分析
摘要：本文主要应用THEMIS卫星的磁场和等离子体流观测数据,分析了2008年1月5日08：51～08：57 UT亚暴膨胀相期间磁尾的一个近地重联事件.在亚暴膨胀相期间,地面的全天空成像仪清楚地记录到了极光的极向扩展,THEMIS的P5卫星在地球同步轨道附近观测到了磁场的偶极化现象.在亚暴膨胀相末期的08：51～08：57 UT期间,P3（XGSM～-9.12RE）和P4（XGSM～-9.40RE）同时观测到了一对方向相反的高速等离子体流.这对方向相反的高速等离子体流是由磁尾的重联现象所引起.重联的位置被估计位于XGSM～-9.12RE和XGSM～-9.40RE之间较小的空间范围内.并且,在重联位置的两侧,重联的Hall效应被P3和P4两颗卫星观测到.因此,这一磁尾重联事件发生在距离地球非常近的空间范围内.中磁尾重联触发亚暴的单事例分析
摘要：磁层亚暴的发生与近磁尾（约6～8 RE）电流片中断和中磁尾（约20～30 RE）磁场重联密切相关,而极光的极向扩展、电流片中断和磁尾重联的时序过程对于认识亚暴的触发机制至关重要.本文利用位于中磁尾的CLUSTER卫星,同步轨道附近LANL-01、LANL-97卫星,近磁尾POLAR和极区IMAGE卫星的观测,分析了单个亚暴事例.结果表明,在此事件中,中磁尾磁场重联起始比近尾电流片中断早3 min发生,电流片中断发生4 min后,IMAGE卫星观测到极光增亮,同时AE指数突然增大,亚暴膨胀相起始.观测结果与亚暴中性线模型较为吻合.LEO GPS接收机仪器偏差估计
摘要：LEO GPS观测已成为空间电离层研究重要手段之一，通过GPS双频观测值获取的TEC则是电离层探测的一个重要参量，为获取高精度TEC需估计和消除GPS接收机仪器偏差（DCB）.本文旨在探索一种全新的LEO GPS接收机仪器偏差的估计方法：基于电离层球对称的假设，利用CHAMP和COSMIC原始GPS观测数据，采用几何映射函数，通过最小二乘解算出GPS接收机仪器偏差.结果表明：（1）2008年1月份期间，通过上述方法解算的仪器偏差都较稳定，相比COSMIC网上结果，标准偏差都在0.6 ns以内；（2）COSMIC（轨道高度大约800 km）仪器偏差估计结果优于CHAMP（轨道高度大约400 km）的结果，原因为：对于不同轨道高度LEO GPS仪器偏差估计，其较高轨道高度的电离层球对称假设影响较小.一次冰雹过程的惯性重力波观测及数值模拟
摘要：使用高灵敏度的电容式微压波传感器对1998年4月11日16时发生在贵州省普定县的一次降冰雹过程的重力波进行观测，利用WRF（Weather Research and Forecast）中尺度模式对这一过程进行数值模拟，使用Morlet小波方法对模拟结果进行分析，得出这一过程中惯性重力波的分布和变化规律，并分析急流、地形及切变线对惯性重力波的影响.观测发现：在降冰雹前，每隔1~4小时出现一次短周期重力波阵性增强的现象.数值模拟结果显示：在低空降冰雹前几个小时有强的短周期重力波出现，其中周期较长的出现早、存在时间长，周期较短的出现晚、存在时间短；强的低空急流和风速垂直切变触发对流或湍流的发生和加强，对流或湍流又激发了80~200 min的短周期重力波；短周期重力波更容易向垂直方向传播，而长周期重力波倾向于水平方向传播.长周期重力波在降冰雹后周期有明显变短现象，随高度越加明显.由地形形成的重力波在最高山峰上空振幅最大.夏季亚洲季风区对流层-平流层不可逆质量交换特征分析
摘要：基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的“Domain Filling”技术，以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准，诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换，重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双向质量交换过程，并利用前向（后向）轨迹追踪方法，分析了其4天的“源（汇）”特征.研究结果表明：（1）对流层-平流层质量交换（Troposphere-Stratosphere mass Exchange，STE）的计算对滞留时间阈值的选择具有较强敏感性，大多数的气块在1～2天内可频繁地往返对流层顶.这些瞬时交换事件的考虑与否对穿越对流层顶的质量交换计算的准确性具有重要影响，尤其在中纬度的风暴轴区域.（2）从亚洲季风区对流层-平流层质量净交换纬向平均上看，45°N以南的区域为对流层向平流层的质量输送（Troposphere to Stratosphere mass Transport，TST），副热带地区为最强的上升支，而在45°N~55°N的中纬度地区是平流层向对流层质量输送（Stratosphere to Troposphere mass Transport，STT）.地理分布上，STT主要分布在青藏高原以北的东亚地区，与亚洲季风区夏季大尺度的槽区相对应.夏季整个亚洲季风区都是TST发生的区域，最大值位于青藏高原东南侧及其附近区域，该区域占亚洲季风区不可逆TST夏季平均总量的46%.（3）对流层-平流层质量交换的“源汇”特征分析表明，STT主要源于100°E以西、50°N以北的高纬地区，向下可以输送到中国东北部及朝鲜半岛北部等中纬度区域.而TST主要来源于中纬度和副热带地区的大气输送，向上穿越对流层顶高度以后，可分别向高纬的极地和热带地区输送，这意味着亚洲季风区夏季的TST水汽输送可能进入“热带管”中，进而可能对全球平流层水汽平衡产生重要影响.青藏高原北部活动层土壤热力特性的研究
摘要：利用2003年10月～2004年9月期间高原北部可可西里（QT01）、北麓河（QT02）、开心岭（QT05）、通天河（QT06）等地活动层土壤温度梯度、土壤热通量及土壤水分的观测资料,计算了高原北部活动层土壤的导热率、土壤容积热容量、导温率等土壤热力参数.结果显示，QT02、QT05、QT06三站导热率、导温率夏秋季节较大而冬季较小，容积热容量则相反，表现为秋冬季节大而夏季较小；QT01站导热率表现为春季大，夏季较小；表层土壤粒度较小及较低的土壤湿度是冬季导热率较小的可能原因；冻土的热力特征参量可描述为相应深度的温度、体积含冰量及土壤盐度的函数，土壤含水量是融土热特征参数的主要影响因子；土壤水分含量小于某一临界值时，导温率随土壤水分含量的增大而增大，反之则减小.利用MERIS水汽数据改正ASAR干涉图中的大气影响
摘要：大气对流层对雷达信号的传播延迟是制约重复轨道InSAR高精度测量应用的重要因素之一.本文描述了MERIS水汽数据用于ASAR干涉图大气改正的方法；并以美国南加州地区为例，选取4对ENVISAT ASAR数据进行了大气改正的研究.结果显示对这4幅干涉图，经过MERIS水汽数据改正后InSAR与GPS差异的RMS分别〖JP2〗降低了41.7%，65.2%，19.3%和39.4%.平均改善程度达41.4%.更重要的是，经过MERIS水汽改正后，从2005~2007年〖JP〗干涉图和2004~2007年干涉图中，能清楚地识别出三处形变最明显的区域：Long Beach-Santa Ana 盆地、Pomona-Ontario和San Bernardino，其形变速率从-8 mm/a到-28 mm/a，大部分在-20 mm/a左右，与这些地区2003年以前的历史形变速率基本一致.因此，采用无云条件下的MERIS水蒸汽数据改正同步获取的ASAR干涉图，可以显著地降低大气水汽对干涉图相位的影响，从而更真实地反映地表形变等地球物理信号.地基GPS低高度角观测反演大气折射率廓线的模拟仿真
摘要：用价值函数的最优估计方法，发展了地基GPS弯曲角和相位观测联合反演大气折射率廓线的算法. 在价值函数中提出了一个比较合理的权系统；通过四参数形式的折射率模型，采用变分同化技术，反演出大气折射率廓线. 模拟结果显示,地基GPS观测反演得到的低层大气折射率廓线与真值吻合较好，并可以应用到大气波导的探测.利用GRACE卫星重力资料解算气候驱动的地表周年垂直形变
摘要：卫星重力和GPS测量技术可以监测地表流体（大气、海洋和陆地水）质量季节性迁移引起的地表周年形变；与陆地水等地表流体模型综合模拟的地表形变相比，卫星重力的形变监测结果避免了模型的精度不确定性带来的误差.本文利用前60阶GRACE卫星时变重力资料和“去相关”、组合滤波两类滤波方法分别解算了中国及邻区的地表季节性垂直形变，并与区内42个GPS台站上观测到的季节性信号进行了比较，发现采用“去相关”滤波方法处理后的结果优于采用组合滤波处理后的结果.文中采用“去相关”滤波方法，GRACE解算的周年垂直形变的振幅、相位和GPS结果总体上一致；少数站上GRACE和GPS得到的振幅或相位相差较大，主要因素可能与GPS解算策略、GPS观测资料的连续性或局部大气、水文过程等地球物理因素有关.在中国及邻区的陆地上GRACE解算的周年垂直形变的振幅最小值出现在TASH台站东南，约1×10-3 m；最大值出现在恒河—澜沧江流域，可达10×10-3 m.文中的结果证实了在中国及邻区可以用GRACE卫星重力这种新手段监测大尺度的地表周年垂直形变.我国重力场新的统计特征参数的计算分析
摘要：基于地形信息，构造了完全布格异常和完全空间异常的协方差和代表误差模型参数等新统计量，利用某试验区密集的重力和地形数据进行了统计分析，并将计算方案推广到了全国大范围、多区域内的统计计算，给出了6种不同地形类别区域（平原、丘陵、小山区、中山区、大山区、特大山区）的完全空间异常和完全布格异常的方差、协方差以及代表误差模型参数.试验结果表明：依据本文的统计模型、算法与思路，在实际测量数据的支撑下，可以给出全国范围的统计参数的网格值、等值线图等，提供后续重力场相关研究工作使用.应用最小二乘配置建立地壳运动速度场与应变场的方法
摘要：简要论述了应用最小二乘配置原理，利用GPS资料建立水平运动速度场统一模型和应变场的方法.讨论了建立基于不同参考基准和几何变形含义的地壳运动模型及空间不同尺度和频率域应变场等问题.对中国地壳运动观测网络区域网资料进行了处理、分析，并分别以中国大陆区域整体及首都圈地区不同空间尺度的区域作为研究区对本文提出的模型和方法进行了实际应用和讨论.从跨断层短基线观测计算地应变的方法探讨——以唐山台地形变数据为例
摘要：跨断层测量是研究断层活动特征的重要手段之一.本文介绍了一种利用台站短基线观测，通过刚体模型、弹性体模型和组合模型确定断层或断裂带附近应变的方法，并以唐山地形变台资料为例进行对比分析.通过对比同时间段的位移和应变时间序列的变化幅度和趋势特征，认为组合模型更符合实际情况.同时，分析了多条测段不同组合情况下的模型计算结果，探讨了跨断层观测资料与区域GPS数据计算结果之间差异的原因.并提出了基线过渡桩更可能位于断层东侧的认识.山西地区应力场变化与地震的关系
摘要：收集了1970～2006年37年的小震初动符号建立了震源机制解数据库,研究了山西断陷带小震综合机制解时空演化特征.结果表明：山西断陷带小震综合机制解以走滑正断层为主,断陷带两端以拉张作用为主,中部地区以剪切作用为主,忻定盆地、太原盆地的区域应力场与华北区域应力场差异较大.利用沿山西断裂带布设的GPS监测网1996～2007年12期复测资料,分析了山西断裂带水平运动与地震活动的关系.结果表明：山西断裂带现主要受NWW-SEE向压应力场、NNE-SSW向张应力场的控制.1998～1999年有一次较为明显的应力扰动,空间上表现为北强南弱,接着发生了1999年11月1日大同—阳高5.6级地震.2008年10月当雄Mw6．3级地震断层参数的InSAR反演及其构造意义
摘要：2008年10月6日在西藏当雄发生了MW6.3地震.我们从一对降轨ENVISAT ASAR资料获得了这次地震的同震位移场，通过同震位移场的反演确定了发震断层参数.并且应用一维变异理论评估了InSAR结果中的误差协方差矩阵，直接用于评价断层反演参数的不确定性水平.结果表明，此次地震发生于羊易盆地东缘的次级断层，走向178°，倾角58°，倾向近正西，以正断层运动为主，兼具少量右旋走滑分量，且资料的误差水平对反演结果的影响不大.这次地震引起震中位置地表下沉至少30 cm，似乎是亚东—谷露裂谷带北段的羊易地堑下沉的表现.用远震接收函数研究山西地区地壳厚度变化：“晋中坡折带＂及其地质意义探讨
摘要：利用山西数字地震台网中心6年的远震数据计算接收函数并进行H-k搜索，以获得台站下方的地壳厚度.结果表明, 山西地区在平遥盆地北缘的文水—晋中一线，地壳厚度存在北厚南薄差异变化的坡折带，称之为“晋中坡折带”.该带呈NEE向延伸，其南部地区地壳厚度37~40 km，北部地区厚41~45 km.本文分析认为，该坡折带代表早前寒武纪基底构造，是华北克拉通内部的重要构造边界.山西地区基底构造保存完好，地壳厚度未明显减薄.由精密控制人工震源观测到的绵竹5．6级地震前后波速变化
摘要：地震危险区断层的应力状态变化及其精确测量一直是地球物理学关注的热点问题之一，主动震源探测技术的发展为解决上述问题带来了可能.汶川大地震后，结合汶川地震断裂带科学钻探，在四川省绵竹市九龙镇——跨越龙门山断裂带前山断裂，利用10 t精密控制人工震源进行了连续监测试验，在试验观测期间的2009年6月30日凌晨2时3分，当地发生了Ms5.6级地震，地震前后观测数据的对比分析表明，该地震发生前后，穿过断裂带的直达S波走时发生了时延为5~9 ms的微弱变化，射线路径上的平均波速相对下降了约0.3%，该时延主要是由地震同震效应引起的断裂带内应力调整和物性变化造成的.所使用的精密控制人工震源性能稳定，适于开展断层监测.这一结果对于发展断裂带主动震源动态监测技术具有重要意义.海拉尔CTBTO地震台阵下方小尺度非均匀体研究
摘要：利用国际禁核组织在海拉尔布设的小孔径地震台阵的16个深远地震波资料，分离出了P波波场中不相干的尾波.频率域中对波场扰动的研究表明，在0.5～3.0 Hz的频率范围内，观测到的波场扰动可以利用P波在随机介质中的散射进行解释.不同远震事件得到的稳定结果表明，在该台阵下方34 km厚的地壳和110 km厚的岩石层中可能存在相关长度为2.0～7.4 km的散射体.利用基于围陷波波形相关的网格搜索法确定昆仑山断裂带结构参数
摘要：提出了确定断层带结构的一种方法，它利用基于断层带围陷波波形相关的网格搜索法，以定量地确定断层带参数.该方法通过建立一系列由断层带的相关参数构建的断层带结构模型，利用有限差分方法数值模拟每组参数对应的断层带模型所产生的围陷波，并与实际观测围陷波波形进行相关分析，计算由以断层参数为多维网格坐标的相关系数变化趋势，网格搜索其峰值，最终获得最佳的一组参数，并确定断层带的结构.本文对昆仑山断裂带人工激发的围陷波进行分析，利用该方法确定了断裂带宽度和Q值参数.
