加速度迁移项散度在涡旋系统动力识别上的初步应用
摘要：本文从原始三维运动方程出发，考虑了大气平流变化的特性，引入加速度迁移项散度，并将其应用于2008年“凤凰”台风和2003年梅雨期引起暴雨的东移低涡中进行分析，结果表明，加速度迁移项散度能较好地识别和示踪台风中心及台风云墙，同时也能很好地捕捉沿梅雨锋东移的低涡系统．因此，加速度迁移项散度在涡旋系统动力识别方面有很好的应用价值，可以参考其异常区来示踪涡旋系统的移动．真实基流中非线性Rossby波演变特征（二）：能量、结构演变及初始场影响
摘要：针对非线性的准地转正压位涡方程，利用自行设计的差分格式和高斯函数拟合得到的真实基流分布，数值研究了线性和非线性Rossby波流场结构和总能量的演变以及初值对总能量演变的影响．发现在非线性的真实基流中，线性和非线性Rossby波的相对总能量出现振荡型增长或衰减，非线性波动的振荡周期明显小于线性波动，非线性项不仅抑制能量的快速发展，也抑制能量的快速衰减；线性Rossby波的流场结构一直是以标准的正弦（或余弦）方式演变，而非线性Rossby波则是以类似椭圆余弦波的方式演变，并会出现长波调整现象；非线性Rossby波对初始场和基流结构具有强烈的依赖性，在其总能量演变过程中，可出现类似混沌的现象．鄱阳湖地区大气边界层特征的数值模拟
摘要：采用WRFV2．2中尺度数值模式对鄱阳湖地区200km×200km范围内，2009年11月5日00：00至2009年11月6日12：00不同高度的气象要素进行了数值模拟，得到了水平分辨率为1km的鄱阳湖地区大气边界层风、温、湿度场和廓线分布的大气边界层物理特征．模拟结果发现：（1）白天鄱阳湖面上空存在着冷岛效应并伴随湖风，而夜间湖面上空存在着热岛效应并伴随陆风，湖面与陆地之间最大温差可达6℃；（2）地形以及下垫面类型对鄱阳湖区风场的分布具有很大影响，夜间存在一条东北西南走向的低空辐合带，白天逐渐消失；（3）受风场和地形作用湖面上空的湿度分布也不均匀，白天湿度层厚度低而夜晚湿度层厚度高，湖中心右侧湿度值大于左侧湿度值．模拟结果能较好地反映鄱阳湖的大气边界层物理特征，有助于了解鄱阳湖地区区域气候的特点，以及由于地形、地理环境、地表特征所形成的不同高度上的风、温、湿的分布规律和大气边界层物理特征，为鄱阳湖地区局地天气预报、风能资源开发、环境保护等提供了科学依据．三种下垫面温度及结冰预报模型研究
摘要：应用地表热量平衡方程，考虑太阳短波辐射、大气和地面的长波辐射、潜热、感热传输等能量之间的平衡，并考虑水汽、气溶胶、浮尘以及云等对太阳短波辐射的吸收和散射，建立了一种较实用的下垫面温度预报模型．应用湖北省恩施和金沙2009年冬季2月对土壤、水泥、沥青三种不同下垫面温度和自动气象站的常规气象要素观测进行模拟分析，并与该时段内所测到的三种下垫面温度进行对比，结果表明：两地三种下垫面温度的预测值与实测值的相关系数均在0．95以上，标准差均小于2，预报误差在±3℃以内的频率高达95．20％、96．41％、93．57％和91．19％、94．16％、88．18％，表明模型具有较高的预报水平，且对冬季不同大气条件下下垫面温度预报结果均较好，特别对于低于0℃时的预报准确性较高，可以运用于冬季高速公路路面结冰状况的实际预报中．2010年智利地震海啸数值模拟及其对我国沿海的影响分析
摘要：2010年2月27日06时34分（北京时间14时34分），在智利中南部近岸（36．1°S，72．6°w）发生Mw 8．8级地震，并引发了泛太平洋范围的海啸，太平洋沿岸多个国家的验潮站和海啸监测浮标均监测到了强震引发的海啸；海啸波传播25h后到达我国沿海．本文利用海啸数值模型对此次地震海啸进行了数值模拟．重点模拟了我国沿海及智利周边区域海啸波的传播特征，结果与观测数据拟合良好．通过对数值模拟结果的分析，定量阐述了智利海啸对我国沿海地区的影响，给出了此次海啸对我国沿海各海区的危险性分布．地震和潮汐对气候波动变化的影响
摘要：2004年12月26日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生．“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”是一种合理的解释．根据“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”理论，2005年以后全球气温将因为地震海啸和强潮汐南北震荡而降低．2009年11月至2010年1月低温暴雪袭击北半球，西方科学家也承认2000～2010年气候的自然变化减缓全球气候变暖效应这一客观事实．潮汐震荡可以解释全球气温的准60a变化，海洋及其边缘的强震能够将深海冷水翻上表面，使全球气候变冷．潮汐和太阳黑子活动不仅有相同的变化周期，而且都和气温变化有很好的对应关系．研究表明，在太平洋十年涛动冷位相时期，强震与低温冻害频繁发生．北美地区夜间中尺度电离层行进式扰动的GPS台网监测研究
摘要：本文利用2007年6月～2008年5月期间北美GPS台站密集地区的TEC观测资料，对夜间中尺度电离层行进式扰动（MSTIDs）的传播特性进行了分析研究．结果表明：北美地区的夜间电离层行进式扰动一般发生在美国西部时间21：OO～02：00LT（05：00～10：00UT）时段，表现在TEC中的最大扰动幅度为0．45～0．6TECU．扰动以20--40mln的周期，100～200m／s的水平相速度朝西南方向传播，覆盖磁纬24°N到44°N，经度130°W到70°W的广大范围．统计结果显示，夜问电离层行进式扰动呈现明显的半年变化特征，扰动振幅的峰值在春秋分前后达到最大，在至目前后最小；扰动传播的水平相速度在夏季比冬季约大20％．进一步分析表明，夜间电离层扰动振幅的半年变化是由电离层背景电子浓度的半年变化引起的，而扰动速度的季节变化则与热层风场的季节变化密切相关．基于MF雷达观测的D区日食效应的研究
摘要：摘要本文利用昆明站（25．6°N，103．8°E）MF雷达在2009年7月22日的观测数据，研究了这次日食期间D区电子密度的变化．结果表明，随着日食的开始，D区电子密度逐渐减小，在食甚后，电子密度开始恢复．但观测发现电子密度不与日食同步，而是存在一个大约9rain的时延．利用日食期间的观测数据，尝试建立了两个简单的模型来估算D区的有效复合系数，模型结果与以往的理论研究和观测保持了较好的一致性，其中模型二较模型一更适合于D区有效复合系数的计算．利用精密单点定位求解电离层延迟
摘要：近年来，高时空分辨率的全球导航卫星系统（GNSS）观测信号已成为电离层研究的重要资源．利用GNSS研究电离层，需首先将观测资料转换成包含电离层信息的可观测量（Ionospheric Observables，称之为“电离层观测值”）．目前，最常用的电离层观测值一般采用联合无几何影响组合的码和相位观测，利用相位平滑伪距方法计算得到（称之为“平滑电离层观测值”），但该过程易受平滑弧段长度和与测站有关的误差（如多路径效应和观测噪声）的影响．本文提出利用精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）提取电离层观测值（称之为“PPP电离层观测值”，形式与平滑电离层观测值相同）．与相位平滑伪距相比，IGS的卫星轨道、钟差产品可被PPP合理利用，从而有效减少了待估参数，使得电离层观测值的估计精度得到改善．基于短基线和零基线实验，通过考察两类电离层观测值的站问单差结果在各卫星弧段间的离散程度，验证了PPP电离层观测值的可靠性：以某两天的短基线实验结果为例，与测站有关的误差对PPP电离层观测值的影响分别为对平滑电离层观测值影响的44．4％和35．7％，表明PPP电离层观测值更利于高精度电离层建模、预报等研究．基于ICESat块域分析法探测2003～2008年南极冰盖质量变化
摘要：利用2003～2008年间的ICESat卫星激光测高数据，通过块域交叉点分析提取南极大陆冰盖表面高程变化信息，同时探讨了卫星激光测高不同任务间的系统偏差，结合冰盖地表粒雪密度模型探测南极大陆冰盖质量变化，并对其原因做了初步分析．结果显示南极大陆冰盖高度变化具有明显的年周期信号，平均周年振幅为2．21cm．在南极大陆的边缘，存在着明显的消融和增长，尤其是在西南极阿蒙森海湾附近的冰Jrl和南极半岛．利用目前常用的三种不同的冰后回弹模型，计算得到南极大陆冰盖整体平均质量变化趋势约为－82～－73Gt／yr．在由ICESat高度变化到质量变化过程中，冰盖地表粒雪密度和冰后回弹模型的不确定性是影响结果精度的主要因素．基于非全张量卫星重力梯度数据的张量不变量法
摘要：在非全张量卫星重力梯度观测数据的处理过程中，由于卫星姿态角误差、梯度观测数据误差和非全张量观测等原因，重力梯度值从卫星重力梯度仪系转换到地固系后，精度损失严重．本文研究了张量不变量法以解决上述问题．首先在重力梯度张量不变量线性化的基础上，建立了基于卫星轨道面的不变量观测模型，完整地推导了两类重力梯度张量不变量的球近似和顾及地球扁率影响的球面边值问题的求解公式．针对GOCE卫星任务非全张量观测数据类型，分析了张量不变量的计算误差，结果表明，重力梯度观测误差在不变量的计算中并没有被放大．最后运用广义轮胎调和分析方法进行了模拟试验，数值试验证明，在卫星姿态误差较大时，处理张量不变量比处理张量分量更具优势，并且张量不变量法能有效地解决非全张量观测的问题．局部地形改正的奇异积分研究
摘要：现有的地形改正积分核函数存在奇异现象，使得积分在奇异点处不连续．针对此问题，本文提出了采用高斯积分法与核函数项增加常数因子级数展开法来解决这一难题，并推导了高斯积分法处理奇异积分的公式及含可选小常数的地形改正的严密级数展开式，同时文中采用最新公布的3″×3″高分辨率的sRTM3地形数据代替传统的GT（）P030数据计算地形改正，结合实际算例确定了地形改正数的级数展开式的可选次项和最佳常数以及高斯积分法的最佳内外圈半径，并详细讨论了两种奇异积分处理方法和两种分辨率的地形数据对地形改正的影响．基于PSInSAR技术的海原断裂带地壳形变初步研究
摘要：常规差分干涉测量（DInSAR）受时间、空间失相干的严重制约和和大气延迟等相位误差的影响，难以实现对长期累积微小地壳形变场的有效探测．PSInSAR技术克服了常规DInSAR的局限性，能够高精度监测微小地壳形变．本文首先介绍了PSInSAR技术的算法模型和处理方法．该方法通过二维线性相位模型，对时序干涉图象上相干点目标的差分干涉相位进行回归分析，逐次消除大气延迟、轨道残余和地形残余等相位误差，提取出准确可靠的形变相位，进而得到相干点目标上的累积形变量和形变速率．在此基础上，以祁连山海原断裂带为实验研究区，利用2003～2009年的21景ENVISATASAR数据，采用上述相干点目标处理方法进行了海原断裂带地壳微小形变的探索性研究，得到海原断裂东段绝大多数高相干点的形变速率在6～7mm／a，2003～2009年共6．3年累积位移平均值约为4．2cm，运动性质为左旋走滑．这一结果与GPS，库仑应力反演和地质学方法得到的结果基本一致，说明PSInSAR技术在长期累积微小地壳形变探测中具有广阔的应用前景和巨大发展潜力，有望成为探测震间微小形变，获取地震形变异常的有效途径之一．不同应力状态和摩擦系数对综合P波辐射花样影响的模拟研究
摘要：为研究不同应力状态（包括主应力相对大小）和摩擦系数对大量地震P波初动辐射花样（综合P波辐射花样）的影响，首先给出了不同应力状态下的剪应力、摩擦应力和库仑破裂应力在断层面法向上的三维分布．表明即使在不考虑摩擦的情况下，剪应力在不同取向断层面上的分布也有很大差别，摩擦应力也在不同取向断层面上造成一定影响．其次，根据库仑破裂应力与单个地震产生的P波辐射花样大小成比例的原则，假定地震断层面均匀取样整个方向空间，将各种取向断层面产生的P波辐射花样叠加，给出了不同应力状态和摩擦系数情况下产生的大量地震综合P波辐射花样的空间分布．发现主应力的相对大小和摩擦系数同时影响综合P波辐射花样的空间形态，在一定程度上，辐射花样从一种形态改变为另一种形态可通过改变任一参数进行，表明同时反演此两种参数是困难的．但通过其他手段确定摩擦系数后，可以采用P波初动信息得到较为合理的应力相对大小．该研究为考虑摩擦系数、采用大量P波初动资料精确确定应力场提供了新的思路．Ms8．0汶川地震断层的应力状态以及对余震危险性的影响
摘要：利用中国地震局在汶川地震前后对四川盆地以及龙门山断裂进行的水压致裂绝对应力测量数据、近断层强震记录、以及由美国USGS公布的包括地震矩和地震波能量等在内的远场震源参数解，从简单断层模型出发，应用地震能量分配原理和库仑摩擦准则，初步估算和判断了2008年Ms8．0汶川地震断层破裂过程和震源参数，以及滑移弱化模型下应力变化（静态应力降的大小）对断层内部余震强度的影响．结果表明，对主震而言，地震辐射效率和地震效率上限值分别约为37％和14％，平均滑移弱化距离Dc约为0．5m，破裂能约为1．29×lO^16J，松弛功约为1．13×10^16J．主断层内所贮存的黏弹性松弛功的大小与主震的地震波辐射能相当，假设主震在应变能变化中的松弛功全部用于一个余震的触发，且主断层上的余震发生与主震一样遵从相同的断层破裂机制：即能量分配准则，那么汶川地震余震释放的全部能量相当于一个Ms6．9级的地震．由此可推断汶川地震主断层上不会发生Ms6．9级以上的余震，而主震后更多较小震级的余震可能持续几十年甚至上百年．应用动态复合震源模型模拟汶川Mw7．9地震强地面运动
摘要：2008年5月12日中国汶川地区发生Mw7．9地震，震中位置103．4°E，31．0°N．主要发震断层空间展布长达300多公里，由南西方向到北东方向呈现明显的分段性，汶川一映秀段逆冲为主兼有少量的右旋走滑分量；安县一北川段为逆冲一右旋走滑的断层错动；青川段以右旋走滑为主兼有少量逆冲分量．采用改进后的复合震源强地面运动预测模型，建立了长为320km，宽为20km的断层破裂运动学模型，实现了断层分段、空间倾角、滑动方向连续变化的动态设定．数值模拟结果给出了近断层两侧（上、下盘）的地面加速度的分布特征，并同卧龙、郫县走石山及绵竹清平强震观测记录进行了对比分析．模拟加速度时程曲线无论在波形、持续时间、频率分量、峰值大小同观测记录都具有较好的相似性．利用现有83个已知经纬度台站的强震实测数据及数值模拟的结果同Boore等的新一代衰减关系（NGA）进行比较，对比模拟与实际观测水平峰值加速度的一致程度．近断层峰值加速度分布特征则进一步显示了在汶川、北川和青川附近明显的高值分布区域，同野外地质调查相一致．进一步的分析结果也表明，汶川一映秀段逆冲为主的断层上盘的运动量远大于断层下盘，在距离断层地表出露位置5km处，峰值加速度N—S、E-W及UP方向分量的比值分别为1．72：1、2．5：1及1．77：1．本文中给出的动态复合震源模型和近断层区域强震模拟的计算方法，对大震强地面运动的预测及实现近实时强地面运动分布特征的固定（Shaking Map）有着重要的实际意义．龙滩水库诱发地震的孔隙压力扩散特征
摘要：利用孔隙压力扩散机制，分析了广西省龙滩水库与蓄水有关的小震精定位数据，获得了5个分区的流体孔隙压力扩散特征．龙滩水库与蓄水有关的小震活动表现出明显分区现象，使用多源孔隙压力扩散过程触发机理，计算出5个分区流体孔隙压扩散系数值为0．04～O．65m^2／s．根据5个分区流体孔隙压力扩散程度，将这5区划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型，各类型的流体孔隙压扩散系数分别为0．45～o．65m^2／s，0．25m^2／s和0．04～0．08m^2／s．断裂发育的区域内，地震分布范围较大，地震优势分布方向与断裂一致或相交，而断裂不发育的地块内，地震分布集中，无优势分布方向．各分区岩性的差异与流体孔隙压扩散系数的关系不显著．同时，各分区流体孔隙压力扩散的持续时间和最大扩散距离等均与孔隙压扩散系数的大小具有很好的相关性，第二次蓄水后库区发生的Mc4．2最大水库诱发地震位于流体孔隙压扩散系数最大的I区．本项研究对分析解释水库诱发震地震机理，定量评价水库诱发地震的危险性具有一定的参考价值．震级离散下的震级频度关系
摘要：运用最大熵原理，研究震级离散条件下震级频度关系，得到震级离散条件下震级概率分布函数，结果表明：（1）震级大于等于某一震级的地震次数应通过离散求和的方式得到，而不应通过积分的方式得到；（2）震级上限取为∞的情况下，古登堡意义和里克特意义两种震级频度关系式的b值相等；震级上限有限的情况下，里克特意义震级频度关系式可能不是直线．
