磁暴环电流衰减率对磁层能量状态的影响
摘要：赤道环电流是引起磁暴扰动的主要电流体系，环电流衰减速率极大地影响着磁层能量收支估计和磁暴预报.本文提出评价环电流衰减率的两条新指标；（1）E指标（磁暴事件总能量收支平衡指标），即磁暴全过程的积分能量收支平衡；（2）L指标（长期总能量收支平衡指标），即几年、十几年或更长时段内积分能量收支平衡.我们用1998~2003年44个磁暴事件以及第23太阳周（1998~2008年）11年的连续资料，分别检验了几类衰减率模型对上述两条指标符合的情况.结果表明，PA1978和XD2010两类模型对E指标符合得最好，即无论磁暴强弱，它们均显示出事件总能量收支平衡的基本特征；同时，这两类模型与L指标符合得也最好，即它们的长期积分能量基本平衡，而且磁暴期间的能量消耗表现出明显增强的重要特征.亚暴期间电离层场向电流的分布特征——CHAMP卫星观测
摘要：场向电流在不同的等离子体区之间传递能量、动量和质量，是磁层与电离层之间的关键耦合过程.本文利用CHAMP卫星高精度的空间磁场测量数据，研究亚暴期间极区电离层场向电流的统计学分布特征.研究表明场向电流的大小与所在位置呈现明显的日夜和晨昏不对称性，具体为：（1）场向电流的大小与亚暴极光电急流指数（AL）密切相连，AL愈大，电流愈强，亚暴期间电流强度相对平静期来说可增加约5倍，昏侧和夜侧电流强度与AL指数的相关性较好，晨侧和白天侧两者相关性较差；（2）电流的峰值密度所在位置与AL指数的相关性不高，昏侧电流所处纬度低于晨侧，而夜晚电流所处纬度低于白天侧.极区冬季电离层加热实验研究（三）——低电离层分析
摘要：使用低电离层加热条件下，非麦克斯韦碰撞等离子体非相干散射的理论模型，我们对我国2008年1月进行的极区冬季电离层加热实验进行了分析.分析结果表明，本次实验在低电离层区域得到了显著的电子温度增强现象，最大增幅百分比达到了168.9%.基于上述理论模型，我们进一步反演了非麦克斯韦指数，并由其计算出了加热电场强度，这对电离层加热的精确数值仿真有着重要的意义.冬季太阳11年周期活动对大气环流的影响
摘要：利用气象场的再分析资料和太阳辐射活动资料，对太阳11年周期活动影响北半球冬季（11月~3月）大气环流的过程进行了统计分析和动力学诊断.根据赤道平流层纬向风准两年振荡（QBO）的东、西风状态对太阳活动效应进行了分类讨论，结果表明：东风态QBO时，太阳活动效应主要集中在赤道平流层中、高层和南半球平流层，强太阳活动时增强的紫外辐射加热了赤道地区的臭氧层，造成平流层低纬明显增温，同时加强了南半球的Brewer-Dobson（B-D）环流，引起南极高纬平流层温度增加；而北半球中高纬的环流主要受行星波的影响，太阳活动影响很小.西风态QBO时，太阳活动效应在北半球更为重要，初冬时强太阳活动除了加热赤道地区臭氧层外，还抑制了北半球的B-D环流，造成赤道平流层温度增加和纬向风梯度在垂直方向的变化，从而改变了对流层两支行星波波导的强度；冬末时在太阳活动调制下，行星波向极波导增强，B-D环流逐渐恢复，造成北半球极地平流层明显增温，同时伴随着赤道区域温度的下降.北京边界层大气污染物的垂直廓线监测与分析
摘要：基于扫描差分光学吸收光谱（DOAS）系统，于2007年8月27日~9月4日期间对北京市朝阳区大气污染物SO2，HCHO，O3和NO2的垂直分布进行了连续监测，并对污染物垂直廓线进行了分析，详细探讨了SO2垂直分布特征以及夜间NO对O3的滴定作用.结果表明，SO2浓度通常没有明显垂直分层分布特征，但在清晨风速较低时呈现负梯度变化.研究发现夜间O3、NO和NO2之间存在稳态作用，表明城市区域O3的滴定主要来自于地面NO的直接排放，显示出NO的滴定作用对夜间O3、NO和NO2的垂直变化起到重要作用.一次北京大暴雨过程低空东南风气流形成机制的数值研究
摘要：2002年6月24~25日，北京门头沟附近发生了一次大暴雨过程.观测资料和数值模拟均发现，在暴雨发生前和发生过程中，北京地区边界层内出现了一支强盛的东南风气流.东南风气流沿太行山东坡爬升，触发了对流.为探讨这支低空东南风气流的形成原因，本文通过数值模拟和敏感性试验，对这支东南风气流的形成机制进行了研究.结果表明，这支低层东南风气流是一支冷湿的、伴有较强风速辐合的气流，主要是在天气尺度系统作用下生成的.东南风气流形成过程中，地表感热加热作用对其强度有加强作用.大暴雨开始后的潜热加热作用对这支东南风气流有正反馈作用，使气流的强度大大增强，因此，在降水开始后气流强度也增强，降水最强时低空急流的强度达最强.暴雨开始后，由于夜间地表降温造成山风效应，导致在北京西部山脚下出现偏北风.云闪放电通道内的粒子密度及分布特征
摘要：依据在中国西藏高原地区得到的6幅云闪放电通道的光谱，由谱线波长、相对强度和跃迁几率等信息，结合等离子体理论，计算了云闪放电通道的温度和电子密度；进而，利用Saha方程、电荷守恒和粒子数守恒方程，得到了粒子处于各电离级上的数密度、通道质量密度、压强和平均电离度等参数，并对云闪通道内部粒子数分布特点进行了分析.结果表明，与地闪回击通道类似，云闪通道接近于完全电离，通道内部以单次电离的离子为主，且NII离子数密度最高.具有较高温度的通道位置处，中性和一次以上电离离子数密度的绝对值和相对值都较高，但是，不同温度下NII、OII、ArII粒子的相对浓度变化不大.与地闪回击通道不同，云闪同一放电通道内不同位置处粒子数密度差异较大，且沿通道没有显示规律性变化，通道压强从零点几到几兆帕.基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析
摘要：基于局域GNSS网络，以历元间、星间差分技术实时估计了GPS卫星相对钟差的历元间差值；针对所估计实时精密钟差的特征，推导了实时精密单点定位的估计模型.对所估计得到的相对钟差的历元间差值、实时定位结果分别进行了比较、分析.结果表明，相对钟差的历元间差值与IGS的最终星历相比其精度可以达到0.08 ns；每小时观测的实时静态定位结果在N、E、U三个方向的精度分别为1.47、3.62、4.09 cm.动态模式，实时结果在N、E、U三个方向的精度分别为2.63、3.82、5.20 cm.与采用IGS最终轨道和钟差解算的结果相比较，实时计算结果优于采用精密轨道和精密钟差计算结果.基于服务系统的实时精密单点定位技术及应用研究
摘要：讨论了实时精密单点定位的若干关键技术，着重研究了实时精密钟差估计算法；利用全球40个IGS跟踪站连续、实时的观测数据流进行实时精密卫星钟差估计，解算出的实时精密钟差与CODE事后精密钟差具有较好的一致性，二者互差的RMS优于0.2 ns.采用实时估计的卫星钟差和IGS的超快速精密卫星轨道进行实时精密单点定位模拟实验，结果表明：经过大约15~30 min初始化后，实时精密单点定位滤波收敛之后水平方向的定位精度优于5 cm，高程方向的精度优于10 cm，能满足在该精度级别的实时用户的定位需求.处理汶川地震期间震区的GPS观测数据，结果表明实时精密单点定位能够探测地震发生期间的地面同震位移.关于黄海深部构造的地球物理认识
摘要：利用黄海海区重磁观测数据，以最新的地震层析成像和浅层反射地震探测结果作为约束，并利用小波分解、纹理特征图像处理等手段，对研究区进行了地球物理场特征分析、岩石物性总结、断裂信息提取和磁性基底埋深反演计算，同时对南黄海海域三条剖面进行了广义逆重磁数据拟合反演和地震P波速度成像.根据地球物理数据的各种处理结果，提出在南黄海西部存在一条串珠状地球物理线性构造带，并将这条NNW向断续延伸的构造带称之为南黄海西缘断裂带.该断裂带延伸长，断裂两侧前新生代地层差异较大，有可能是造成陆区和南黄海南部盆地区前新生代油气远景差异的原因之一.文中得到南黄海磁性基底埋藏分布具有“中间浅四周深”的分布特征，与地震层析成像结果相吻合.磁性基底的局部起伏和局部构造的边界断层共同控制了前新生代残留盆地的格架和残余厚度分布，反映出“区域控制局部，深层约束浅层”的规律.利用卫星长波长地球物理位场对东亚地区深部结构的研究
摘要：有研究表明从中国北部经黄海、朝鲜半岛、日本海至日本本州岛存在一个大型断裂带，被称为“北纬40°断裂带”.为了验证该断裂带的存在性，本文通过GRACE和CHAMP卫星的位场数据中的大尺度区域重力和磁力异常来研究该区的大型构造特征.区域性研究范围为24°N~56°N,90°E~150°E，详细研究范围为32°N~42°N,122°E~132°E.2008年Taylor等利用CHAMP卫星2005年6月至12月收集的轨道数据，从测量数据中消除地核和外部产生磁场效应，经化磁极之后得到磁异常图，从中来追踪构造特征，并根据地质和地球物理资料建立了数学模型来进行解释.本文在此基础上，增加了GRACE卫星2003年10月份测量的重力异常场数据.实测差分位场数据利用高斯-勒让德求积法转换为垂向重力异常值，通过减去最新地球重力场模型（EGM96）的场值来去除波长超过1100 km的长波长异常，所得的重力异常数据和磁场数据进行比较.为了能从中得到研究区的共同构造特征，建立一个球面棱柱模型进行正演模拟、并进行重、磁异常场的波数相关性分析.研究发现在重、磁异常中均发现一个呈负相关的纬向构造特征，东亚地区“北纬40°断裂带”横穿了整个朝鲜半岛.利用远震接收函数研究黄海周边地区的地壳上地幔结构
摘要：利用宽频带流动台站（YSBSN）记录的远震波形数据和远震接收函数方法，反演了黄海东、西两侧地壳上地幔的S波速度结构.结果表明，莫霍面深度在30~38 km之间变化，位于中方一侧的JNN台下方地壳厚度最大，可以归因于华北板块和扬子板块的碰撞；韩方一侧的地壳厚度自北向南逐渐变厚，但仍然难以厘定朝鲜半岛南部潜在碰撞带的位置，这些问题的解决需要更大范围的流动台站观测.由于部分台站位于巨厚的沉积层和多孔的火山岩之上，与浅部构造的相关性使得接收函数表现出较大振幅的混响，从而影响了来自深部结构的转换震相.南黄海残留盆地宏观分布特征研究
摘要：由于前新生代残留盆地具有埋深大、构造复杂的特点，采用综合地球物理研究方法成为圈划残留盆地宏观分布及预测残留盆地油气资源的重要方法技术．本文以南黄海地区为例，以重、磁数据为主体，以钻井、地震等高精度数据为先验信息做约束，采用带约束界面反演方法求取重力基底，同时根据求取的磁性基底计算了中、古生界的残余厚度，给出了前新生界残留盆地宏观分布特征．结合石油地质条件，圈划了油气资源有利区．研究结果表明南黄海北部坳陷北部和东北部中生界残余厚度较大，中部隆起与勿南沙隆起古生界残余厚度巨大，是较好的前新生代油气前景区．北黄海盆地烃渗漏蚀变带“磁亮点”的识别研究
摘要：北黄海盆地是我国近海海域尚未取得油气勘探突破的盆地之一.在海洋环境中应用海底油气藏的烃渗漏现象寻找油气有利区具有良好应用前景，为了给该区的含油气远景评价及下一步油气勘探缩小靶区提供地球物理依据，本文利用磁法这一经济、有效的油气渗漏异常地球物理判别手段，开展了识别海底烃渗漏引发磁异常的方法研究.给出一种根据“有导师”的模式识别技术，在充分利用磁异常多种数值特征及纹理特征的基础上，提取烃渗漏蚀变带磁异常的方法.通过已知约束信息（如见油井位等）的点、线、面三种基元及其邻近数据网格点组成基类，将其提取的模式或特征向量作为待识别异常匹配或学习的模板，利用加权欧氏距离函数计算待识别异常特征向量与模板向量之间的相似性，进行模式匹配，从而识别出与模板相似程度较高的异常.应用此方法圈定了北黄海盆地的烃渗漏“磁亮点”分布，从“磁亮点”异常区与中生代地层的分布以及地球化学异常（低层大气烃类检测和海底微生物异常）的对应情况来看，表明该识别方法是识别烃渗漏弱磁异常的一种有效手段.对研究区构造特征、磁异常及地球化学异常特征的综合分析表明，位于北黄海研究区东部和北部的“磁亮点”异常区可能是北黄海盆地较好的含油气远景区.2010年青海玉树Ms7.1地震近断层地面运动估计
摘要：2010年4月14日在我国青海省玉树藏族自治州发生了Ms7.1级地震.地震给当地群众的生命财产带来巨大损失，其中最严重的破坏发生在震中东南的玉树县城.我们利用反演远场地震波形得到的震源破裂模型和Crust2.0提供的当地的地壳模型，计算了近断层地面运动（速度场和位移场），再现了地震发生时当地的地面运动图像.根据这个图像，震源的单侧破裂过程导致了明显的多普勒效应.地震波自震中向四周扩散开去，但沿着断层向东南方向传播的地震波的幅度更大、波峰更密.玉树县城恰好位于地面静态位移较大的区域，也位于较强烈的位移波和速度波穿越的地带.与实际的地面运动相比，虽然我们的计算还不够精确，但无容置疑，破裂过程导致的多普勒效应是玉树县城遭受严重破坏的主要原因.青海地区S波分裂研究
摘要：本文利用国家地震台网及中国地震局“十五”期间在青海布设的30个宽频带地震台站记录到的远震波形数据，分别采用最小能量法和旋转相关法对SKS、SKKS和PKS波震相进行了偏振分析，计算了台站下方介质的各向异性分裂参数：快波的偏振方向（φ）和慢波延迟时间（δt）.本文研究结果表明，研究区多数台站下方的地震各向异性参数都表现出随方位角变化而变化的特征，可以用双层各向异性模型来解释.其中上层各向异性的快波偏振方向位于N65°E～N95°E之间，可能与中下地壳物质的流动有关；而下层各向异性的快波偏振方向位于N105°E～N135°E之间，可能为祁连块体NEE向的推移及导致的岩石圈缩短有关.此外，我们还发现，与周边的台站下方各向异性分裂参数相比，昆仑断裂附近两个台站GOM和DAW的各向异性特征急剧变化，其快波方向都与该断层近乎平行，这很可能暗示昆仑断裂已经切穿整个岩石圈；阿尔金断裂附近两个台站（LEH和HTG）无效分裂事件的方位分布与阿尔金断裂走向缺乏相关性，我们推测研究区内阿尔金断裂可能为地壳尺度的断裂.青藏高原腹地中新世从造山阶段向造高原阶段的转变及其动力学机制
摘要：通过对前人研究的综述，发现青藏高原新生代地质演化与高原东南缘构造演化密切相关.俯冲下插的印度地壳在藏南发生部分熔融并注入青藏高原中部地壳，这些塑性流变的地壳物质在高原东南缘先后沿两个通道流出高原内部：早期为印支通道，开放时间为35 Ma以前并持续到12 Ma；后期为川滇通道，开放时间为12 Ma至今.由于喜马拉雅东构造结与四川盆地之间强烈的挤压，印支通道不断变窄，并在12 Ma被关闭.两个通道的差异，通道的打开和关闭，造成高原中地壳物质流出速率在中新世发生明显变化，在23 Ma以来流出速率小于注入速率，在12 Ma流出速率最小，部分熔融的印度地壳物质不断滞留于高原地壳内部，使得地势相对平坦、面积巨大的青藏高原逐渐形成并分别向南和向北扩展.通过简单的力学分析，本文将高原腹地变形划分为两个阶段：大于35~23 Ma的造山阶段，受控于造山机制；23 Ma至今的造高原阶段，受控于造高原机制.中天山及邻区S波分裂研究及其动力学意义
摘要：本文利用天山及其邻区布设的37个宽频带地震台站记录到的远震波形数据，分别采用最小能量法和旋转相关法对SKS和SKKS波震相进行了偏振分析，计算出了台站下方介质的S波分裂参数：快波的偏振方向（φ）和慢波延迟时间（δt）.本文研究结果表明：中天山内部大多数台站的各向异性快波方向呈NEE-SWW向，与天山走向平行，慢波时间延迟为0.4～1.7 s，这是塔里木、哈萨克斯坦的南北双向俯冲及其导致的天山地区岩石圈地幔南北向缩短变形的直接反映.本文研究发现中天山北部部分台站下方地震各向异性快波方向与慢波延时随方位角呈现规律性的变化，可能暗示该区上地幔各向异性不能仅用单层水平各向异性这一简单模式来解释.75°E以西的天山地区台站下方S波快波方向和延时具有强烈的横向变化，可能与研究区下方存在的小规模对流有关.中天山不同地段地震台站下方各向异性明显不同，进一步证实了天山地区构造变形的复杂性.
