利用EUV模拟观测和CT方法重建均匀等离子体层全球密度分布——三维ART重建和地球遮挡效应研究
摘要：本文对地球等离子体层和电离层进行了三维建模，并模拟卫星对30．4nm极紫外线的探测过程，取得圆轨道平行束情况下的投影数据．采用改进的ART算法对所得数据进行三维重建，获得等离子体层的空间密度分布．结果表明，在投影角度覆盖180°的情况下，重建结果很好地再现了模型中空间各点的数值．文章对实验结果从CT重建方法的角度进行了讨论及分析．热源激发重力波特征以及波流作用的数值模拟研究
摘要：本文在二维等温可压大气中引入了一个随时问和空间变化的热源扰动，分别以静止风和中纬1月份月平均向东的纬向风急流为背景，对不同背景下热源激发的重力波的传播详细过程及其特性进行了数值模拟研究．热源激发出来的重力波在初始阶段有很宽的频谱范围，随后由于重力波的传播效应，水平波长和垂直波长分布范围随时间都有所减小．顺风传播的重力波的小尺度和低频部分会容易被急流吸收，从而加强了对流层急流，而逆风传播的重力波更容易上传，会导致中间层区域向西的背景风增强．这体现了低层大气急流对中间层大气风场结构的影响．热源的尺度直接决定激发波的尺度；激发波的垂直尺度和时间尺度对热源的变化比其水平尺度更敏感．中层大气重力波的全球分布特征
摘要：从2002年1月到2009年12月的SABER温度剖面数据提取了可以反映重力波活动的垂直尺度2～10km的中尺度温度扰动，分析了全球中层大气重力波的分布．重力波扰动在夏季和冬季明显强于春季和秋季，而冬季与夏季相比，在70km以下的高度夏季弱于冬季，在70km以上夏季比冬季要强．从全球重力波分布来看，较大值分布在冬季半球和25°N到25°s的热带范围，其中热带范围重力波的峰值随着高度向北移动，而在南半球高纬度地区重力波扰动较大值位于极区涡流的边缘．热带范围的扰动沿着经度方向有明显的变化，这是由风过滤、地形和波动等因素共同作用的结果．重力波扰动强度随高度变化，在25-30km处呈现下降趋势，而超过42km后又逐渐递增．对比8年平均的重力波在不同高度的强弱分布，可以看到，在较低高度，重力波的强弱明显与地形有关，而在较高高度，重力波的分布与地形的关系变得不明显．这说明重力波的形成与地形有显著相关性，但在传播过程中重力波的分布会随高度出现明显的变化．基于GPS技术实时监测2009年7月22日日全食期间长三角区域电离层TEC变化
摘要：2009年7月22日上午发生的日全食是21世纪持续时间最长的日全食，其全食带覆盖了中国中部的长江流域，为研究日全食对电离层的影响提供了一次难得的机会．为此本文通过卡尔曼滤波算法实现了实时求解TEC和GPS系统硬件延迟，为实时监测日全食期间电离层变化提供了绝对的电离层TEC．采用上海和浙江区域内GPS网的观测数据，建立了实时区域电离层延迟模型，进而计算出了实时的VTEC和TEC变化率．同时考虑太阳和地磁活动参数，综合上述方法详细分析和讨论了长三角区域在此次日全食期间的TEC变化的电离层异常现象．黄土高原定西地区陆面物理量变化规律研究
摘要：本文利用在黄土高原定西地区长期观测的陆面物理量资料，在分析了土壤温度和湿度等基本特征的基础上，比较系统地研究了陆面辐射分量、能量分量、地表反照率和Bowen比等陆面主要物理量的变化特征，讨论了陆面能量不平衡差额的分布规律，发现黄土高原定西地区陆面物理量特征与其他地区很不同，揭示出的土壤温度日波动向深层的传播规律和8～9月土壤5cm低温层现象、土壤30cm“湿层”和6～7月表层逆湿特征、反照率不对称“V”型日变化结构、感热通量的年双峰分布特征、能量平衡分量的不同位相性等均是对陆面物理特征的新认识．2010年智利Ms8．8级地震前可能的潜热通量异常及其与地表温度变化的关系
摘要：本文研究了2010年2月27日智利8．8级地震前后地球表面潜热通量的时空演化过程，并分析了可能的潜热通量异常及其与地表温度变化的关系．结果表明：（1）此次地震及其强余震前出现了三次明显的潜热通量异常，第一次潜热通量异常出现于主震1个月前，主要分布在震中及其东南陆区，第二次潜热通量异常出现在主震前7天，异常区分布在震中西南的海域，呈北西向分布，指向俯冲带，第三次潜热通量异常出现在强余震前，异常区分布在震中西南的海域及北段俯冲带上；（2）相似于2004年印度尼西亚地震海啸前潜热通量的异常演化特征，潜热通量异常从弧后向俯冲带迁移，此次地震前的潜热通量异常首先出现在弧后火山活动强烈地区，然后迁移到海域俯冲带附近，可能反映了临震前的构造变形过程；（3）当陆区出现潜热通量异常时，同时也可见地表温度异常，但在海域出现潜热通量异常时，却未发现有地表温度异常，这可能是由于海域水的热容量较大，不易出现红外温度异常所致．重力卫星GRACE检测出2010年智利眠8．8地震的同震重力变化
摘要：本研究通过对重力卫星GRACE观测数据的处理，采用去相关加300km半径的高斯平滑，成功地提取了2010智利Mw8．8地震所产生的重力变化信号，最大变化幅度达到7μGal，并且与位错理论计算结果具有较好的一致性．这是继GRACE检测出2004苏门答腊M9．3地震重力变化后的又一个卫星观测地震的例证，说明GRACE具有检测出M〈9．0量级地震的能力，为利用GRACE研究地震以及其更广泛的应用提供了可靠的依据．稳定的鄂尔多斯地块在整体运动吗？
摘要：以华北地区三维流变结构和活动地块划分为基础，结合速度结构、热结构等其他地质地球物理资料，建立起一个与实际情况较为相符的三维黏弹性体模型，在GPS速度场约束下，本文实现了华北及其邻近地区岩石圈动力学三维数值模拟．通过与GPS速度场及计算的欧拉极参数的拟合对比分析，详细论证了鄂尔多斯地块数值模拟结果的可靠性，并印证了鄂尔多斯地块横向上的水平运动具有良好的整体性．在此基础上，计算了鄂尔多斯地块沿深度变化的欧拉极参数，发现以下地壳为过渡带，中、上地壳与岩石圈地幔间的欧拉极参数存在明显的差异．对块体内部4个点速度随深度的变化的进一步分析表明，鄂尔多斯地块壳幔间水平运动差异主要表现为岩石圈地幔相对于中上地壳的逆时针扭转变形．因此，稳定的鄂尔多斯地块横向上的水平运动具有良好的整体性，但纵向上在下地壳处存在明显的水平运动差异，推测下地壳可能存在较强的剪切变形带．镁橄榄石相变长大率与水含量的关系及亚稳态橄榄石的存在深度
摘要：通过分析镁橄榄石相变长大率方程的指前系数和亥姆霍兹活化能在不同含水条件下的实验拟合值，本文研究了橄榄石相变长大率与水含量的关系．结果表明含水量较高的镁橄榄石在相变过程中对应较低的亥姆霍兹活化能，而长大率方程中的指前系数几乎是一个与含水量无关的常数．这个常数的数值在晶界控制长大的晶体相变动力学经典理论中相应于晶界是一层或几层分子的厚度．亥姆霍兹活化能随水含量的增加而降低的结果既和利用淬火实验得到的结论相一致，也和流变学实验研究的结论相一致．应用以上结果，我们估算了含水量对亚稳态橄榄石存在深度的影响．镁橄榄石的亚稳性受到水的影响很大，具体表现是橄榄石到其高压相瓦士利石的动力学相变界面从下压了几十公里到一直下压到660km间断面附近．地幔橄榄石与镁橄榄石的亚稳性存在差异．名义上千的地幔橄榄石实验结果显示出地幔橄榄石具有更小的亚稳性，相变完成10％的深度比镁橄榄石浅了20km左右．以上结果仍然支持在冷的俯冲带中存在可探测的亚稳态橄榄石楔但很难达到660km间断面深度的结论．地壳岩石剪切失稳的应力与应变准则
摘要：本文建立了岩石体膨胀起点与峰值点之间应力与应变关系的解析表达式，分别给出了其剪切失稳应力与应变准则．考虑到地壳岩石缓慢加载作用使其均匀性指标的减小效应，本文也分别给出了简化的适用于脆性破坏预测的应力与应变准则．实例表明该应变准则可用于崩塌与强震等脆性破坏问题的预测分析．各向异性ATI介质剪切位错源地震矩张量
摘要：考虑震源区为各向异性ATI介质情形下，给出了剪切位错源地震矩张量解析表达式并模拟了震源区各向异性对双力偶分量（DC）、补偿线性偶极子分量（CLVD）和各向同性分量（ISO）的影响．结果表明，即使剪切位错源仍能产生非双力偶各向同性分量，其导致沿着ATI介质对称轴方向体积变化；当断层面位于ATI介质对称平面或者震源区为各向同性介质时，剪切位错源在辐射意义上才可等效为双力偶机制．利用噪声HVSR方法探测近地表结构的可能性和局限性——以保定地区为例
摘要：近地表结构和构造探测是研究活动断层近地表特征和工程场地地震效应的关键环节．对于城市地区，丰富的噪声限制了常规地球物理勘探方法的应用，最近的研究表明，利用噪声也可用来反演近地表结构．我们在河北保定地区，布设了一条由二百多个观测点组成的密集地震噪声剖面，探索利用噪声探测近地表结构的可能性．用噪声水平和垂直向谱比法（HVSR）得到的HVSR曲线表明，剖面普遍存在HVSR振幅显著（≥2）的峰值频率，根据其特征可以划分为A、B、C三个区．除了基岩台无明显峰值频率外，西部A区峰值频率从8Hz向东递降至0．3Hz．中部B区峰值频率在1．3Hz附近微小变化．东部C区则表现为比较宽的波峰，可能是由两个波峰组成，第一个波峰在0．8～1．0Hz之间，大部分台的HVSR曲线都可以拾取出这个波峰，第二个在0．5～0．8之间，只有少数台可以可靠地拾取．以台阵反演的速度剖面为约束，选择出适用于保定地区的峰值频率一土层厚度关系式，将剖面的峰值频率转换成土层界面的深度分布，并与两条浅层地震反射剖面进行了对比分析．结果表明，C区的两个土层界面深度分布和地震反射剖面上的二个晚更新世（Q3）界面深度（分别在约l00m和150m附近）有较好的吻合；B区得到的土层界面深度与反射剖面的界面埋深有比较明显的差别，进一步研究发现，B区观测点的地形严重影响了HVSR曲线的形态，使峰值频率可能偏离了土层的共振频率；A区土层界面从0m向东倾斜至大约500m深，但无反射剖面数据佐证．从HVSR和土层深度剖面可以推测在A区中部和A、B区交界处存在着两条垂直位错明显的正断层，但对垂直错距小的断层则无法识别．本文的结果表明，噪声HVSR方法不仅可以给出土层卓越频率等场地响应特征，还可以作为勘探工具探测近地表土�2008年汶川地震近断裂区域变形场的空间分布
摘要：应用Yoshimitsu Okada及Steketee静态断裂位错模型及目前汶川地震研究成果，理论上反演龙门山近断裂区域在汶川地震中从震源深处至地表的变形（应变）场分布．通过矢量合成及坐标变换方法将Yoshimitsu Okada单一静态断裂位错模型应用于龙门山断裂带错裂研究中，重点研究汶川地震中因龙门山中央主断裂中、北段和山前断裂中段共同错动形成的应变场．模拟揭示了应变场平面和垂直分量的空间分布特征．研究发现：应变场垂直分量的幅值在震源深处大于地表，但在地表分布范围较大；应变场沿断裂走向分量的幅值和影响范围由震源深度至地表均逐渐增加；应变场垂直于断裂走向分量的变化情况类似于垂直向应变场；震源深度附近的大变形可能为龙门山断裂在地震中强烈挤压形成的塑性变形．研究表明从震源至地表，所有应变场分量从断裂两侧附近位置至远离断裂，幅值均迅速衰减；其中地表部分的最大变形与现有计算成果近似，变形场的变化特征与地表科考近似，断裂两盘变形方向与震后InSAR资料揭示的情况一致．汶川地震断层带结构及渗透率
摘要：对汶川地震断层带进行了跨断层的渗透率测量．结果显示汶川地震断层由低渗的核部（2．4×10^-19～3．8×lO^-16m^2）、高渗的破碎带（3．7×10^-16～3．0×l0^15m^2）以及含裂隙原岩（6．0×10^-18～4．3×10^-10m^2）组成（有效压力40MPa），其中新鲜断层泥具有最低的渗透率．断层泥和两侧原岩由于渗透率低，阻碍流体跨断层带流通，断层带内的流体活动局限在高渗的破碎带中，这一结果与断层岩显微结构和粒度分布特征能很好的吻合．对汶川地震同震热压作用发生的条件进行了探讨，结果显示，约2km以下汶川地震主滑动带具有发生热压作用所要求的低渗透率特征．汶川8．0级地震前水氡浓度的临界慢化现象研究
摘要：近年来，临界慢化（Critical slowingdown）现象在揭示复杂动力系统是否趋于临界性灾变方面展示了重要潜力．本文基于临界慢化的概念，将其用于水氡浓度观测资料的处理．以2008年5月12日汶川8．0级地震前龙门山断裂带破裂段及附近地区水氡浓度观测点资料为例，分别计算了表征临界慢化现象的自相关系数和方差．结果表明，汶川8．0级地震前，不同台站的水氡浓度震前都存在明显的临界慢化现象，这表明临界慢化现象可能是强地震发生前的一个早期信号．将临界慢化理论引入地震前兆资料的研究，对深入认识地震前兆机理、判定前兆异常所处阶段以及提高地震预测水平都具有重要的现实意义和科学价值．基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟
摘要：本文在对地震波场进行模拟时，采用辛差分格式对波动方程进行时间离散，采用奇异核褶积微分算子对波动方程进行空间离散．该方法尽管增加了一些计算量，但提高了计算精度和稳定性；相对于其他非辛算法，它是全局保结构的，并且具有较强的长时间跟踪能力．该方法为解决大尺度、长时程地震波场的高精度模拟问题提供了一种新的、有效的选择．地震背景噪声互相关函数的面波理论表达形式
摘要：基于弹性动力学面波激发公式推导出地震背景噪声互相关函数（简称为NCF）的理论表达形式．证明了NCF等价于面波的震源激发公式，其中一个台站为等价震源的位置，另一个台站为接收点．本文提出的最重要的概念是等价震源相位，它直接影响群速度与相速度的测量误差．在噪声源均匀分布的条件下，等价震源相位等于一П／4．一般情况下，等价震源相位与噪声源分布有关，而不是简单的常数．在大信噪比的条件下，等价震源相位的最大可能取值等于信噪比的倒数．本文详细讨论了利用三台法测量相速度的可能性，并且给出了估算等价震源相位以及相速度测量误差的公式．潮汐地电场谐波和各向波形的影响要素
摘要：潮汐地电场表现出近正弦形态，形态持续全天属TGF-A型，只在午前午后出现属TGF-B型，两类潮汐地电场前5阶谐波周期分别是23-24、12、7．9、6、4．8h．不同场地的潮汐地电场振幅谱可能有差异，周期变化的径向、切向月球潮汐力的振幅谱也存在差异．岩石裂隙面分布不同，则各向潮汐力对裂隙的作用效果不同，这可能是导致潮汐地电场振幅谱差异的因素．同场地，岩石裂隙优势走向可能会导致潮汐地电场各向波幅、稳定性特征出现较大差异，沿裂隙优势走向的潮汐地电场波幅大、稳定，垂直裂隙优势走向的波幅小、稳定性差，网络状裂隙易使潮汐地电场各向波形特征接近．利用潮汐地电场波形特征及振幅谱，可能判断出岩石裂隙水渗流方位、裂隙面方向，在数个场地裂隙优势走向的分析结果与应用区域应力场或局部应力场的分析结果一致．
