基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用
摘要：本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料（FPAR）和月平均气候数据（1982—2000年）来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现：春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国大部分地区为负值,反映出植被生长旺盛,可以降低局地气温.春、秋两季气温与FPAR的同期相关系数较大.夏季降水超前FPAR一个月的正相关性反映出夏季降水对于植被生长存在促进作用.在中国长江流域以南区域,植被对于气温的反馈系数为一致正值,可达0.5℃（0.1FPAR）-1;在30°N以北区域显示出一致的负反馈,可达-0.42℃（0.1FPAR）-1.FPAR对降水全年反馈系数全国区域平均可达-2.12cmmonth-1（0.1FPAR）-1.不同植被类型、不同季节的植被反馈效应也存在差异.植被反馈系数可以用来验证动态植被模式计算的植被大气反馈作用.一次暴雨过程中重力波参数演变特征的模拟结果
摘要：本文利用中尺度数值模式WRF对2003年7月4—5日淮河流域特大暴雨过程进行了数值模拟,并利用高时空分辨率模拟结果资料,提取了暴雨中心区大气重力波频率、周期、水平波长、垂直波长、水平相速和群速等特征参数,分析了暴雨过程中重力波参数随时间的演变特征.结果表明,对此次暴雨强降水过程影响较大的重力波主要是发展的中α尺度波和中β尺度波,暴雨后期随着重力波的频散,周期和水平波长有减小趋势,频率有增大趋势.非降水区的重力波参数特征和降水中心区有明显不同,大气中小振幅的中α尺度和中β尺度重力波是否发展和暴雨强降水的发生关系密切.有限区域分解分析方法在2006年一次东北冷涡暴雨分析中的应用
摘要：2006年7月19—24日,东北地区出现一次明显的冷涡发展导致强降水的过程.对这次东北冷涡过程的天气形势分析表明,该东北冷涡的维持和发展与冷涡东部阻塞高压的建立与消亡有关.本文根据500hPa环流形势演变特征,将东北冷涡发生发展过程分为4个阶段,并借助调和-余弦谱展开方法,对东北冷涡各阶段850hPa水平风和水汽通量进行无辐散和无旋转分量分解,分析各阶段无旋转风动能和无辐散风动能之间的能量转化.研究结果表明,分解得到的无辐散风及其水汽通量清楚地展现出了东北冷涡的大尺度环流和水汽输送通道及水汽来源,而从无旋转风及其水汽通量上则可以直观地看到冷涡低层的中小尺度风场及水汽辐合辐散区,为分析东北冷涡内部对流提供帮助.东北冷涡发展的不同阶段其水汽来源有所不同,初始阶段的水汽主要来自黄海和渤海地区,发展阶段水汽主要来自日本海,而到成熟阶段和减弱阶段,水汽输送通道被破坏,冷涡的水汽供应大大减少,与同时期暴雨减弱一致.同时,无旋转风辐合强值区和无旋转风水汽通量大值区的重合区域有利于强对流的发生发展,表现为重合区与TBB（Temperature of Black Body,黑体辐射温度）强对流云带的形状和位置对应良好,与降水落区也较为一致,可为预报东北冷涡引发的强降水落区这一预报难点问题提供参考.从动能转化上看,无旋转风和无辐散风的动能转化项能很好地反映东北冷涡整个生命史过程中各阶段强度的变化特点,对冷涡强度预报具有一定的指示意义.中国不同排放情景下人为气溶胶的气候效应
摘要：本文利用区域气候模式RIEMS2.0（Regional Integrated Environmental Model System）和2006年以及2020年三种排放情景下的排放资料,研究了2006年气候背景下的人为气溶胶的浓度分布特征及辐射效应,估算了未来不同排放情景下人为气溶胶的主要成分硫酸盐、硝酸盐、黑碳、有机碳（含二次有机碳）的综合气候效应.结果表明：（1）2006年中国地区人为气溶胶浓度硫酸盐〉有机碳〉硝酸盐〉黑碳,其区域柱浓度平均值分别为6.0、4.0、1.3和0.3mg/m2.（2）2006年硫酸盐、硝酸盐、有机碳和黑碳的平均辐射强迫分别为-1.32、-0.60、-0.40和0.28W/m2.硫酸盐、硝酸盐和有机碳的负辐射强迫超过黑碳的正辐射强迫,人为气溶胶总辐射强迫为-1.96W/m2.（3）人为气溶胶的辐射效应及引起的地面气温变化对排放源非常敏感,未来采取不同排放政策导致的人为气溶胶的含量及辐射效应有较大差异.在未来排放增加的情景下,各区域的气溶胶浓度、辐射强迫、气温下降幅度和降水减少幅度也相应加大.FFIM用于机载大气激光雷达ABCT反演的可行性研究
摘要：Fernald前向积分法能否用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数的反演一直是一个有争议的课题.本文利用青岛机载大气探测激光雷达实测数据、国外机载大气探测激光雷达实测数据和机载大气探测激光雷达模拟数据,对Fernald前向积分法应用于不同高度的机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演的误差进行了定量分析,分析结果表明：飞机的飞行高度在3.5km左右,标定值存在20%的误差时,离地面2km的高度范围内反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差在12%以内,但在标定点附近相对误差可达20%;飞机飞行高度在7km左右,当标定值存在100%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大都在10%～15%之间,标定值存在400%的误差时,反演得到的气溶胶后向散射系数的相对误差大部分在15%～50%之间.本文从理论上对Fernald前向积分法应用于机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演出现负值的原因进行了探讨.研究表明：Fernald前向积分法能够较准确地反演出中高空探测（4.5km以上）机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数,但应用于低空探测（4.5km以下）机载大气探测激光雷达气溶胶后向散射系数反演时,反演误差较大甚至反演结果会出现负值.武汉九峰地震台超导重力仪观测分析研究
摘要：连续重力观测和GPS的技术结合能够监测到物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.和相对重力测量以及绝对重力测量技术相比,其避免了时间分辨率和观测精度低,无法精细描述观测周期内的物质迁移过程问题.本文利用武汉九峰地震台超导重力仪SGC053超过13000h连续重力观测数据;同址观测的绝对重力仪观测结果;气压数据;周边GPS观测结果;GRACE卫星的时变重力场;全球水储量模型等资料,采用同址观测技术、调和分析法、相关分析方法在扣除九峰地震台潮汐、气压、极移和仪器漂移的基础上,利用重力残差时间序列和GPS垂直位移研究物质迁移和地壳垂直形变之间的量化关系.结果表明：在改正连续重力观测数据的潮汐、气压、极移的影响后,不仅准确观测到2009年的夏秋两季由于水负荷引起的约（6～8）×10-8 m.s-2短期的重力变化.而且在扣除2.18×10-8（m.s-2）/a仪器漂移和水负荷的影响后,验证了本地区长短趋势垂直形变和重力变化之间具有一致的负相关性规律.同时长趋势表明该地区地壳处于下沉,重力处于增大过程,增加速率约为1.79×10-8（m.s-2）/a.武汉地区重力梯度关系约为-354×10-8（m.s-2）/m.利用地球简正模耦合研究上地幔过渡区方位各向异性
摘要：地震方位各向异性广泛存在于地球上地幔中,目前利用地震体波或面波分析研究上地幔各向异性的地球物理方法有很多种,但是由于各自的局限性均难以分析上地幔过渡区中的各向异性特征.方位各向异性可导致球形简正模和环形简正模之间发生耦合.地球长周期自由振荡的简正模可深入到上地幔过渡区.本文利用各向异性地球模型计算各向异性简正模耦合深度敏感核,表明长周期（250～400s）简正模各向异性耦合（如0S20-0T21和0S25-0T25）的敏感度峰值在400～600km之间.在不受地球自转影响的台站,如位于南极极点的QSPA站,仍然可以观测到强烈的简正模耦合现象.本文的研究表明：只有在地震观测台站靠近长周期球形振荡的节点时,才能在其观测数据中观测到各向异性耦合现象,许多各向异性耦合在震后18～24h期间最强,并可导致垂直方向的环形简正模的振幅大于球形耦合简正模的振幅.这些特征是在地震观测数据中寻找各向异性耦合的重要线索.长周期简正模的方位各向异性耦合为我们提供了一个新的认识上地幔过渡区各向异性的窗口.中国大陆中东部地区基于背景噪声的瑞利波层析成像
摘要：本研究使用了中国大陆中东部地区494个分布基本均匀的宽频带地震台站和7个中国大陆周边地区IRIS台站资料,反演得到了中东部地区高分辨率的瑞利面波层析成像结果.本文使用这些台站记录到的从2009年1月到2010年9月的垂直分量连续波形数据,首先通过对台站对间进行波形互相关和叠加运算,计算得到各台站对间的经验格林函数.然后用时频分析法提取了约125000条台站对间的频散曲线,并剔除了经验格林函数信噪比小于10的频散曲线.最后反演得到了研究区周期8～40s、分辨率达0.5°的瑞利波群速度分布图像.不同周期的速度分布图像显示,研究区瑞利波群速度分布与地质构造特征具有较好的相关性.8～20s的瑞利波群速度在研究区内主要盆地表现为低速分布,而在造山带呈现高速分布;25～40s的瑞利波群速度图中,存在一条北北东—南南西向的分界线,该分界线与中国大陆东部的地壳厚度突变带基本吻合.25s以下周期,华北平原的显著低速区形态与该地区早第三纪以来的断块分布构造一致.揭示了盆地下方介质结构强烈的非均匀性,也与较厚的沉积层分布有关.低速的四川盆地中部,显示出显著的高速特征,揭示了四川盆地下方基底的上隆特征;20s以下周期的群速度图像中,鄂尔多斯盆地西北部速度低于东南部,揭示出其地壳中上部介质结构的横向不均匀性.M_S8.1昆仑山口西地震和M_S8.0汶川地震余震序列的时空分布特征和持续时间的对比
摘要：2001年MS8.1昆仑山口西地震和2008年MS8.0汶川地震发生在同一构造单元,但其余震序列无论在个数、空间分布,还是持续时间上都表现了显著的差别.余震通常由主震区域内背景场地震活动性受到的扰动所引起,这样的扰动则来自于主震造成的应力场状态的变化.本文从滑移速率和状态相依赖的摩擦定律（Rate-and State-Dependent Friction Law）出发,结合区域主震前后的地震活动性资料,定量地估算了这两个大地震后余震序列可能的持续时间,并对不同模型所得的结果进行了比较和对比.结果表明,汶川地震余震持续时间约为昆仑山口西地震余震持续时间的20倍,这是由于昆仑山口西地震和汶川地震余震序列的个数和持续时间不仅与地震成核过程的状态变化有关,还与作用在断层面上的正应力σN和剪应力加载速率τ.的大小有关.主震前后剪应力速率τ.的差别导致了在相同大小应力扰动ΔCFS之后的余震的活动性变化率的明显不同,导致了所触发的余震的个数和余震序列的持续时间的巨大差别.通过对昆仑山口西地震和汶川地震余震序列的时空分布特征和持续时间的定量化认识,可以为地震灾害定量评估提供合理和有益的物理参数.基于小波方法分析汶川地震近断层地震动的速度脉冲特性
摘要：选取断层距小于200km的64组强震记录数据,基于小波方法分析汶川地震近断层速度脉冲的地震动特性,并将此次地震中获取到的速度脉冲周期和幅值参数与Chi-Chi地震和Northridge地震进行了比较,统计分析地震震级、距离对速度脉冲的周期和幅值参数的影响.研究表明：（1）汶川地震近断层速度脉冲具有周期长、幅值小的特点.速度脉冲周期主要分布在6～14s之间,其中51MZQ台沿平行断层的分量脉冲周期最大为14.2s,速度脉冲幅值与Chi-Chi地震和Northridge地震相比明显偏小.（2）速度脉冲记录出现在沿着地震断层破裂传播的方向上,且与地表断裂的距离都在30km以内,这些长周期速度脉冲的形成可能主要由破裂传播的向前方向性效应引起.（3）速度脉冲的周期随矩震级呈对数线性增大,且随断层距增大有减小趋势.在矩震级小于Mw7.5时,观测到的地震动脉冲幅值为50～150cm/s之间,与100cm/s的典型断层滑动速率非常接近;而震级大于Mw7.5时,断层距10km范围内脉冲的幅值已经超过100cm/s,个别记录的脉冲幅值甚至达到200cm/s,远超过前人给出的饱和值,这可能与大的永久形变或该处土层介质条件有关.青海玉树地震的天文背景分析
摘要：系统地分析了青海玉树地震发生时的天体位置、太阳活动与地球自转等天文因素的影响.从大的长期天文背景来看,玉树地震发生于中国大震频发的月亮白赤交角由极大变到极小时期,并且是太阳活动的偶数周;从短临看,玉树地震正好发生在地球自转与太阳黑子数发生突跳的时期,且此时震中所受的天体引潮力加速度又处于其变化速率最大的极值附近.研究结果表明,这些天文因素对玉树地震的孕育与发生起到了不可忽视的作用,是值得进一步深入研究的.基于叠前反演的流体敏感属性实验研究及应用
摘要：提取叠前地震振幅信息的叠前反演技术已成为储层预测的重要手段,其能获得各种岩石弹性参数,丰富储层预测方法.因目标储层的差异性,优选并建立有利的流体敏感参数对储层流体检测尤为重要.本文基于岩石物理实验,测量并分析了岩石弹性参数随流体饱和度的变化特征,进一步根据岩石物理理论建立组合流体敏感参数,达到对油气检测的最佳敏感效果.定义了流体敏感量,定量分析岩石弹性参数的流体敏感性.最后本文在X区块进行了叠前地震反演的应用,结果表明通过岩石物理实验分析并建立获得的流体敏感参数能明显的提高储层的识别能力.多次各向异性散射模式对S波能量密度包络曲线的影响
摘要：在多次各向异性散射理论的基础上,本文重新推导了方向性散射系数的球函数展开式.引入特征时间的概念,来定义震源处初始地震波脉冲宽度,并在地震波能量密度积分方程中引入任意给定频率的初始脉冲能量谱密度的解析表达.通过离散波数方法求解了修正的地震波能量密度积分方程.基于积分方程的数值解,研究了不同散射模式对S波能量密度包络曲线的影响.计算结果表明：随着震源距的增加,在S波到时之后,多次各向异性散射模式与多次各向同性散射模式合成的能量密度包络差异逐渐增大.其中通过多次前散射模式,我们可以得到不同震源距的尾波能量密度包络的同一衰减趋势,以及S波能量密度包络随着震源距的增加而出现的展宽现象.最后,利用美国内华达州Wells地震余震的台站记录验证了多次前散射模式的实用性与有效性.忽略TTI介质对称轴倾角的可行性
摘要：假设横向各向同性（TI）介质的对称轴是垂直的（VTI）或者水平的（HTI）能给实际资料处理带来便利,然而实际TI介质的对称轴往往是倾斜的（TTI）,忽略对称轴倾角可能给各向异性参数提取和成像带来偏差,因此需要研究是否能、以及什么条件下能忽略TTI介质对称轴倾角.本文通过理论研究和数值分析研究了与TTI介质弹性性质最接近的VTI介质（OAVTI）的弹性常数和各向异性参数与原TTI介质的弹性常数和各向异性参数之间的联系与差别.结果表明：OAVTI介质各向异性参数与原TTI介质各向异性参数之间的差别可统一表示成F（α0/β0,ε,δ,γ）ξ2的形式,其中F（α0/β0,ε,δ,γ）是无量纲各向异性参数（ε,δ,γ）的线性函数,ξ是对称轴倾角;ξ的大小对各参数的误差起主导作用,一般不建议忽略20°～25°以上的对称轴倾角;当ξ较小时,即使是对强各向异性的TTI介质作VTI近似,引起的P波各向异性参数误差也很小,因此在纵波资料处理中忽略TTI介质对称轴倾角通常是可行的;即使在小ξ条件下,倾斜对称轴对SV波也有显著影响,因此在转换波资料处理中,不建议忽略TTI介质的对称轴倾角.本文的研究为分析忽略TTI介质对称轴倾角的可行性提供了理论依据和简便的判据.曲线坐标系程函方程的求解方法研究
摘要：笛卡尔坐标系中经典的程函方程在静校正、叠前偏移、走时反演、地震定位、层析成像等许多地球物理工作都有应用,然而用其计算起伏地表的地震波走时时却比较困难.我们通过把曲线坐标系中的矩形网格映射到笛卡尔坐标系的贴体网格推导出了曲线坐标中的程函方程,此时,曲线坐标系的程函方程呈现为各向异性的程函方程（尽管在笛卡尔坐标系中介质是各向同同性的）.然后尝试用求解各向同性程函方程的快速推进法和Lax-Friedrichs快速扫描算法来分别求解该方程.数值试验表明未加考虑各向异性程函方程与各向同性程函方程的差别而把求解各向同性程函方程的快速推进法直接拓展到曲线坐标中的程函方程的做法是错误的,而Lax-Friedrichs快速扫描算法总能稳定地求解曲线坐标系的程函方程,进而有效地处理了地表起伏的情况,得到稳定准确的计算结果.基于复数道地震记录的匹配追踪算法及其在储层预测中的应用
摘要：匹配追踪算法是一种高精度的非线性的时频分析方法.该方法自从提出以来在地球物理学领域得到了广泛的应用.在以前的应用中,作者们都是在实信号的基础上对算法原理作了适当的简化.本文在复数地震道的基础上,基于复Morlet子波,阐述了匹配追踪算法的原理及其算法实现过程,并给出了具体的算法流程图.通过与传统的时频分析的比较,验证了该算法具有较高的时频分析精度.对于实际资料的应用表明,该算法能够很好的显示储层的位置与边界.方向导数迹变换面波压制
摘要：面波是地震勘探中常见的一种相干干扰,它的存在严重的影响着地震记录的信噪比.由于面波和有效波具有相关性且面波的频带和有效波的频带总有重叠的部分,在时域或频域二者不能明显分开,因此在时域或频域采用切除法压制面波会造成子波畸变和有效信息的损失.本文提出一种利用方向导数迹变换压制面波的新方法.文中推导了方向导数迹变换的反变换公式.地震记录的方向导数迹变换（Directional Derivative Trace Transform,DDTT）由两部分组成,一部分主要体现面波,能量集中;另一部分主要体现反射有效波,能量相对分散.根据这两部分能确定压制面波的阈值,通过这一阈值在正变换中压制面波后,再通过反变换返回时-空域就可达到压制面波的目的.理论和实际数据的处理都取得了令人满意的效果,表明了本文提出方法的可行性和有效性.裂缝模型声波衰减系数的数值模拟
摘要：超声波数据是研究碳酸盐岩储层孔隙结构的重要资料,超声波响应可用来反演孔隙结构.本文从声波波动理论出发,以裂缝模型为研究对象,开展超声波数值模拟研究.结果表明：随着裂缝孔隙度的增加,岩石声波衰减系数总体呈上升趋势,但孔隙度增长方式不同,衰减系数的递增函数规律亦不同;随着裂缝延伸方向与声波激发方向的夹角增大,岩石声波的衰减系数线性增加;衰减系数随着裂缝密度增大呈幂函数规律递增;利用数值模拟的方法能避免人为误差、节约实验成本,为裂缝结构的岩石声波实验研究拓展了思路.
