大功率高频X波欠密加热电离层的理论与数值模拟
摘要：基于电离层中电子的加热物理机制,构建了左旋圆极化（X波）欠密加热理论仿真模型,通过对已知实验的模拟验证了模型的正确性.并利用此模型分析和研究了不同加热参数和背景参数对X波欠密加热效果的影响,结果表明,在X波欠密加热中,加热效果随加热功率增加而增强,随加热频率增加而减弱,在相当的加热条件下,背景电子温度越低、电子密度越小,加热效果越强.最后简单分析了X波欠密加热的一些应用.中国不同纬度背景Na层夜间和季节变化特征的激光雷达研究
摘要：基于子午工程的北京、合肥和海南三个Na荧光激光雷达对中国不同纬度上空夜间背景Na层的长期观测,分析了我国沿东经120°N上空Na层的夜间变化和季节变化特征.对照2010年12月17日夜间三个雷达站的观测结果,发现三个地方Na层的夜间变化并不具有相关性.Na层长期变化的年加半年变化拟合结果显示,北京和合肥上空Na层柱密度具有明显的年变化特点,而海南上空Na层柱密度的半年变化特征更明显;Na层的质心高度和RMS宽度具有明显的半年变化特点,但海南地区Na层的RMS宽度的长期变化不具有半年变化特征.Na层参数的统计和对照显示,Na层柱密度的季节变化与大气温度季节变化相关,在冬季最大,在夏季最小.Na层柱密度随纬度升高而增大,同时年变化性逐渐增强;质心高度随纬度变化趋势不明显,但三个地方Na层质心高度的长期变化都具有较明显的半年变化特征;在各个月份中,北京地区Na层RMS宽度最大,合肥地区Na层RMS宽度最小,海南地区居中.利用COSMIC掩星弯曲角数据分析中国区域对流层顶结构变化
摘要：对流层顶是地球大气的一个最基本的结构特征,对流层与平流层通过对流层顶交换气团、水汽、微量气体、能量等.对流层顶结构变化与气候变化密切相连.本文采用掩星弯曲角自然对数协方差变换法确定对流层顶,利用气象、电离层与气候星座观测系统（Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate,COSMIC）2007年1月至2011年12月共5年的掩星观测数据分析了中国区域对流层顶高度、温度、气压等参数随经度、纬度、时间变化的特征.采用2°×2°网格法,把包括中国在内的16°N—54°N、72°E—136°E区域共分成19×32个格网单元,然后计算每个格网单元内对流层顶高度、温度、气压的平均值,结果表明对流层顶参数呈明显的纬度分带分布特征.计算每个格网单元内对流层顶参数季节平均值,结果显示对流层顶高度和气压具有明显的季节性变化特征.采用中位数斜率回归法分析对流层顶参数年平均值,发现在研究时段内中国区域对流层顶高度平均每年降低8m.夏季西北太平洋大气环流异常及其与热带印度洋—太平洋海温变化的关系
摘要：本文分析了夏季西北太平洋大气环流异常特征及其与海温变化的关系,发现夏季西北太平洋异常反气旋/气旋（WNPAC/WNPC）是西北太平洋地区对流层中低层存在的重要大气环流异常现象,与东亚—西北太平洋低纬度至高纬度的经向PJ波列及欧亚中高纬度东西纬向波列的变化有关,通过与中高纬度环流变化的联系,对东亚及欧亚中高纬度气候有重要影响.夏季WNPAC/WNPC与热带海温变化的关系存在明显的不对称性,显著的WNPAC一般出现在El Nio衰减年夏季,与前期El Nio成熟年冬季的赤道东太平洋暖海温异常和El Nio衰减年春夏季印度洋海盆尺度的暖海温异常有明显的正相关关系,进一步表明了WNPAC在El Nio事件影响夏季气候中的重要桥梁作用;而夏季显著的WNPC与前期和同期热带海温变化的关系存在明显的不确定性,主要与夏季热带印度洋和赤道中东太平洋之间东暖西冷的热力差异异常引起的孟加拉湾—赤道西太平洋西风异常有关.进一步分析WNPAC/WNPC与海温变化关系不对称的可能原因,发现El Nio和La Nia衰减年夏季热带印度洋和太平洋海温变化所引起的印—太之间海温（热力）差异的一致性特征可能是导致WNPAC/WNPC与海温变化关系不对称的主要原因.北京夏季晴天边界层特征及城市下垫面对海风影响的数值模拟
摘要：对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF（Weather Research and Forecasting）模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6-7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征及日变化.另外,使用优化后的模拟系统通过两组敏感性试验研究了京津城市下垫面对海风的影响.结果表明,优化方案能够显著提高模式系统对该个例的模拟性能,模式系统基本能够模拟出北京夏季边界层的日变化特征,精确的地表使用类型分类等地理信息数据对提高模式预报的准确度有着至关重要的作用,京津城市对海风的发展和推进过程有明显影响,能够阻碍海风的推进、加强风场的水平辐合和垂直上升气流,北京城市下垫面还能在海风到达前增加其强度和推进速度,并在海风经过后延缓其消亡、增加其推进距离.戈壁地区夏季碳和水热循环及其湍流特征
摘要：本文利用2006年夏季大气边界层观测资料,采用涡动相关法分析了我国西北地区戈壁下垫面碳收支及水热循环的规律和特征,并分析了大气湍流特征.结果表明：夏季白天的CO2湍流通量呈逆输送特征,即CO2白天向下输送,夜间向上输送,平均数值为-0.199mg·m-2·s-1,整体上表现为碳汇;戈壁地区湿度小,其数值受水平来流的影响较大,日变化特征不明显;温度的归一化标准差与稳定度参数的关系满足Monin-Obukhov Similarity（MOS）理论;温度和CO2的能谱相似;互谱uc与uθ,wc与wθ相似;水汽和CO2的输送主要受水平方向湍流的影响.华南前汛期降水异常与太平洋海表温度异常的关系
摘要：利用近50年华南地区站点逐日降水观测资料和全球大气、海洋分析资料,分析了华南前汛期降水异常的变化特征及其与太平洋海温异常的联系.结果表明,近50年来华南前汛期降水总体呈现减少趋势.影响华南前汛期降水异常的太平洋海温异常型是一个类似于ENSO的西太平洋暖池模态,即显著海温异常区域位于西太平洋暖池.西太平洋暖池区域（120°E—180°E,20°S—20°N）前期冬季海温异常同华南前汛期降水存在显著的负相关关系,是具有预报意义的海温关键区.该关键区海温异常影响华南前汛期降水的可能物理过程是：当前期冬季暖池异常偏暖时,菲律宾周围地区对流活动加强,导致Walker环流及东亚太平洋中低纬局地Hadley环流增强;该异常通过影响东亚-太平洋遥相关波列,使前汛期期间西太平洋副高加强西伸,脊线位置偏北,同时副热带西风急流减弱北退.随着Hadley环流上升支的增强,东亚副热带地区下沉运动也增强了,华南地区对流活动受到抑制.而且由于副高的增强,经过其北侧向华南地区的西南水汽输送辐合也减弱了,因此前汛期降水偏少.冷海温年的情形则相反,华南前汛期降水偏多.近50年来华南前汛期降水总体呈现趋势性减少正是由于前冬西太平洋暖池趋势性增暖所致.平均热点参考基准的建立和岩石圈西向漂移的研究
摘要：对于大地测量应用来说,目前IERS机构在定义地球参考系时推荐采用岩石圈无整体旋转（No-Net-Rotation-NNR）约束条件,然而对于地球物理应用来说,相对于NNR参考基准的绝对板块运动数据可能会对地幔对流等研究结果产生误导.考虑到热点的运动,提出建立平均热点（MHS-Medial HotSpot）参考基准的方法,给出建立该基准的约束准则,分别以地学模型NNR-NUVEL1A和实测模型ITRF2005VEL为基础,建立了平均热点参考基准MHS-NUVEL1A和MHS-ITRF2005,并与其它基于热点的绝对板块运动模型进行了比较和分析;讨论了岩石圈的西向漂移,给出了岩石圈相对于下地幔整体旋转的更精确的定量估计,即基于实测的热点参考架MHS-ITRF2005和地学模型NNR-NUVEL1A之间的整体旋转为0.26°/Ma,旋转极在（50°S,62°E）,这与由板块的受力模型给出的岩石圈的整体旋转的旋转极很接近,旋转速率大致快了10%.基于InSAR同震形变观测反演2010年新西兰南岛M_w7.1 Darfield地震同震破裂分布
摘要：2010年9月4日新西兰南岛Canterbury平原发生了Mw7.1地震,震源深度约为10km.本次地震发生在一条震前不为人所知的断层上.我们利用覆盖整个震区的合成孔径雷达（SAR）观测资料,通过干涉处理分析获得雷达视线向（LOS）同震形变场;以此资料为约束反演了断层的几何参数以及同震破裂分布.结果显示,该地震造成四条相对独立断层的破裂.大部分的地震矩释放发生在Greendale断层（编号1—4）,其错动以右旋走滑为主,最大破裂约为8.5m.其它三条断层中,经过震源的逆冲断层最大破裂为5.1m（编号6）,位于Greendale断层以西的逆冲断层最大破裂为3.5m（编号5）,位于Greendale断层北面的走滑断层最大破裂为1.9m（编号7）.反演的Greendale断层地表滑动与地质调查得到的地表破裂在形态和数值上均吻合较好.本次地震释放的地震矩为5.0×1019 N.m,矩震级为7.1.板块边界带形变场分析表明,Darfield地震的发生受边界带应变分配在该地区残留构造应力场控制,其复杂性体现了区域构造应力场的特点.地震对其周围地区的应力场影响较大,库仑应力增加区与余震分布有一定对应关系,并在2011年Christchurch 6.3级地震发震断层区域造成约0.1bar的库仑应力增加,对此地震有一定的触发作用.青藏高原通道流模型动力环境的数值模拟
摘要：＂中、下地壳流＂模型作为一种可能的动力学演化机制,在解决诸如喜马拉雅造山带和青藏高原东缘、南缘等区域地壳中岩层的通道流或韧性剪切挤出等方面的解释给出了相应的模型和阐述.本文基于青藏高原壳、幔介质平均速度模型,采用二维黏弹性数值模型对高原下地壳物质流动的动力学边界条件进行探讨.研究结果表明：（1）青藏高原下地壳与上地幔盖层物质作为坚硬的固态物质相接,不具备可运动的边界条件,难以在Moho界面处任意地域发生相互运动.壳、幔介质中需存在可供物质高速运动的边界条件,即以上地壳底部的低速层为上滑移面,以上地幔软流圈顶部为下滑移面,才有可能在足够强的力系作用下促使＂下地壳＋岩石圈盖层＂物质发生同步运移;（2）若不具备这样的初始与边界条件是难以产生深部物质运移的.因此,青藏高原深部壳、幔物质运动不可能是普遍存在的,只能是局部和在特异环境下才能实现.2013年4月20日四川芦山M7.0级地震与余震精确定位及发震构造初探
摘要：使用汇集在四川台网中心的固定台站、震后架设的流动台站、周边水库台站等震中距150km以内的震相数据,选用分层速度模型,对芦山7.0级地震及震后9天内的余震利用双差定位法进行了重新定位.给出了芦山7.0级地震的发震时刻为2013-04-20 08∶02∶46.8,震中位置30.278°N,102.989°E,震源深度16.67km,给出了3324次余震的双差定位结果,并对发震构造进行了分析.结果表明：芦山地震主破裂长度约40km,下倾宽度约20km,破裂视面积约800km2,主破裂沿南西走向,倾角约40°.余震震源优势深度为10～22km.余震沿南西走向,主要集中于大邑—名山断裂上盘.2012年9月7日云南彝良M_s5.7、M_s5.6地震震源破裂特征与发震构造研究
摘要：基于中国国家和区域数字地震台网记录,采用CAP方法反演了2012年9月7日云南彝良5.7、5.6级地震的震源机制解和震源深度,并利用IRIS提供的远震记录深度震相（P、PP、SP）进一步确定了震源深度,最后结合地震序列分布、地震烈度分布和区域地质背景讨论了发震构造.结果显示彝良5.7级地震的震源机制解为节面I走向243°、倾角62°、滑动角149°,节面Ⅱ走向349°、倾角63°、滑动角32°;5.6级地震的震源机制解为节面I走向241°、倾角37°、滑动角162°,节面Ⅱ走向346°、倾角79°、滑动角54°,这两次地震的发震构造均为NE走向的石门断裂,震源矩心深度均为6km左右,表明地震的能量释放主要发生在地壳浅部,这也是导致震区严重灾害的一个重要原因.东日本大地震地震序列的震源机制解特征及其动力学意义
摘要：日本本州及其邻近区域的应力状态以及弧后盆地的演化机制一直是人们所关注的问题.本文对2011年3月11日东日本大地震地震序列（2011年3月11日至2012年3月15日）的哈佛双力偶解进行了聚类分析,得到五种类型的震源机制解：与主震类型一致的低倾角逆断层型地震;主张应力方向垂直于日本海沟走向的正断层型地震;主张应力方向平行于日本海沟走向的正断层型地震;主压应力方向平行于日本海沟走向的逆断层型地震;包括走滑型地震在内的其他类型地震.东日本大地震地震序列中发生在弧前增生楔地震的震源机制解与大地震发生之前地震的震源机制解特征有显著区别,反映出该地区的应力状态与震前相比有较大改变.东日本大地震及其前震释放了附近区域的累积弹性应力,主震破裂区附近太平洋板块和其上覆板块接近完全解耦,降低了日本海盆地、中国东北地区的近东西向挤压应力水平.不过,整个本州岛东部区域太平洋板块和其上覆板块并没有完全解耦,但应力水平并不高.我们认为,日本海及中国东北应力水平的降低会使该区域的近东西向挤压型地震的危险性降低,而使NNE-SSW走向的走滑型地震活动性增强.同时,火山活动性也会增强.尤其是本州岛地区,存在近期火山爆发的可能性.东日本大地震地震序列的震源机制解特征还提示我们,日本海的应力状态及日本海的演化可能在一定程度上取决于太平洋板块和上覆板块的耦合状态.持续的弱耦合将不仅使得弧后大范围的地区保持岩浆上涌所必须的拉伸应力环境,而且还会因弧前隆起区发育大量正断层型地震而向深部提供促使岩浆生成所必须的水,因而造成日本海的再次扩张.短周期地震仪接收函数的可行性分析——以新疆和田地震台阵为例
摘要：利用新疆和田地震台阵3km孔径范围内架设的9个子台（包括1套宽频带和9套短周期地震仪）记录的3年远震波形数据,对比研究和分析了短周期地震仪接收函数的稳定性和可靠性.通过比较和分析短周期和长周期地震仪获取的接收函数波形,结果发现：（1）短周期地震仪记录与宽频带地震仪记录得到的接收函数有很好的一致性,且具有较高的稳定性,无论α取值为1.5还是2.5,短周期地震仪接收函数与宽频带地震仪接收函数都具有较强的线性相关性（相关系数0.9）,但Ps震相均存在小幅的振幅差（约20%）;（2）采用接收函数震相到时信息的方法（如H-κ叠加搜索）,短周期地震仪可以代替宽频带地震仪;（3）由于短周期地震仪缺乏0.155Hz以下的低频信号和在1Hz以下频段非线性的振幅响应,仅仅采用短周期地震仪接收函数波形反演台站下方S波速度结构,获得下地壳到上地幔顶部的速度偏差较大（约0.3km/s）,可能会造成错误解释（如下地壳低速层）,因此需要和其它对波速值敏感的数据（如面波频散）进行联合分析.1999年台湾集集地震震后地表变形的力学机制
摘要：1999年台湾集集地震震后450天的GPS观测资料显示了几十到几百毫米的地表位移.下地壳的震后黏性松弛和断层无震蠕变产生的震后滑动是用来解释地表震后变形的两个主要机制.本文利用接触问题的黏弹性有限元（LDDA）方法,以GPS观测数据作为约束,分别考察了黏性松弛和震后滑动机制对地表震后变形的影响.计算结果表明,黏性松弛机制产生的地表位移与观测数据吻合较好,通过试错法由震后GPS观测约束得到的下地壳黏度为1017Pa.s,而上地幔黏度对计算结果影响不大.考察震后滑动机制对地表变形的影响时,在LDDA方法中结合了速率状态摩擦定律,结果显示震后滑动机制不能很好地解释震后450天的观测数据,它产生的地表变形只在震后50天内与观测大致吻合,之后位移值基本不随时间变化.这些结果有助于增进对集集地震震后变形机制的认识.中国东北地区远震P波走时层析成像研究
摘要：利用中国东北流动和固定台网的234个宽频带地震仪记录的远震波形数据,采用波形相关方法拾取了57251个有效相对走时残差数据,进一步采用FMTT（Fast Marching Teleseismic Tomography）层析成像的方法,反演获取了研究区下方深达800km的P波速度结构.结果显示：在长白山下方发现有一个高速异常结构,这可能就是俯冲到欧亚大陆板块下方的太平洋板块,由于板块的部分下沉,使得板块的形状并没有呈现出明显的板片状.长白山、阿尔山、五大连池火山下方都有低速异常体,长白山和阿尔山下的低速异常向下延伸至地幔转换带,可能与其上部的火山形成有关.五大连池火山下方的低速异常向下延伸至200km左右,不同埋深的低速异常结构可能意味着五大连池与长白山和阿尔山有着不同的成因.松辽盆地呈现以高速异常为主导高低速异常混合分布的特性,暗示松辽盆地可能有岩石圈拆沉的过程,盆地南部下方的低速异常与长白山和阿尔山下的低速异常有连通性,可能是下地幔热物质上涌的一个通道.6级左右历史地震震源参数的模拟估计
摘要：本文借鉴直接拟合烈度数据点和枚举震源参数的做法,设计了一种利用烈度资料估计6级左右历史地震震源参数的方法.该方法对震源参数所有可能的组合进行枚举,采用地震波场模拟计算转换的理论烈度值,利用模型选择方法评估各可能的震源参数组合模型与历史破坏记录推断的地震烈度数据点的拟合程度,对震源参数做出估计.该方法充分考虑到历史资料相对稀少对震源参数估计的影响,以多种震源参数估计结果和相应权重值来定量化表示估计的不确定性.通过对给定震中位置、震源深度和滑动角的Bootstrap数值恢复检测与2006年美国Parkfield 6.0级地震实例的测试,表明该方法得出的震源参数估计结果具有统计一致性和一定的无偏性.将该方法应用于1882年河北深县6级地震的震源参数估计,结果显示东西向旧城北断层或何庄断层及北东东走向的深西断层为深县地震的发震构造的可能性较大.扇形边界条件下的龙门山壳幔电性结构特征
摘要：沿甘肃碌曲—四川龙门山—重庆合川布设了长周期大地电磁剖面,对龙门山及邻区进行了壳幔电性结构探测,采用更直观合理的扇形边界条件下的反演算法对长周期大地电磁资料进行二维反演.该剖面电性结果揭示了自北西向南东岩石圈深部的若尔盖壳幔高阻块体、松潘壳幔低阻带、龙门山壳幔高阻块体和川中壳幔高阻块体电性结构特征;龙门山逆冲推覆构造带下方的龙门山壳幔高阻体显示为向北西延伸的楔形构造,推断龙门山及松潘—甘孜地块由于受青藏高原东缘和上扬子地块双向挤压,松潘—甘孜地块地壳物质向龙门山逆冲推覆,中下地壳至上地幔向下向南东俯冲,呈现上扬子地块西缘壳幔高阻楔形体插入青藏高原东缘的态势;初步认为上扬子地块西缘深部以松潘壳幔韧性剪切带作为中新生代以来的边界.
