雷暴下地面自然尖端电晕放电离子时空演化的数值模拟

为了对雷暴云下近地面的电特性进行分析，本文建立了模拟自然尖端所产生的电晕离子演化的一维数值模式。以地面电场为基础，考虑到地面电晕离子的演化，成功地计算了从地面至８００ｍ的空中电场及电荷、电流的时空演变，发现地面电晕离子可解释除雷暴云电荷影响外的空中电场和地面电场的差异，空间电场比地面电场更能反应雷暴电荷所产生的电场。空间电荷层可延伸到８００ｍ的高度上，且电荷密度可高达０．２５ｎＣ／ｍ^３，６００ｍ高度上的传导电流密度可达０．１ｎＡ／ｍ^２。     

爆炸地震的能量转换系数计算及其应用

本文提出爆炸地震的能量转换系数计算公式 α=(k·10^-2)^3/n·10^-3和 α=2.03·10^-3 multiply from i=1 to 6 （F_i）上式中k、n为爆炸地震效应的统计参数。下式中F_i（i=1,2,…,6）为反映爆炸方式和场地条件的影响因子。 利用爆炸地震的能量转换系数α,还可建立不同爆炸方式的药量等效系数η: η=α/α₀和爆炸震级估算公式 M=4.42+0.53logαQ.上式中α₀为井下组合（标准）爆破的转换系数。下式中Q为以吨（t）为单位的药量（TNT）。     

内磁层电流体系的地磁效应

对Ⅱ区场向电流及其伴随的部分环电流和电离层电流组成的内磁层三维电流体系（PRFI电流系）的磁场效应进行了数值计算.这一三维电流体系在中低纬度地面产生的磁场呈现出特殊的纬度分布:X分量几乎不随纬度变化,Y分量随纬度增高近似呈线性变化.这些特征明显不同于对称环电流的磁场分布特征（X∝ cosφ,φ是纬度,Y=0）,也不同于DP2、S_q、L等电流体系的磁场分布特征.利用这一特征我们可以从地磁台子午链观测到的磁场扰动中分离出PRFI电流系的贡献.用1989年3月磁暴的实例检验了上述模型,观测结果与理论结果符合得很好.分析结果还表明,最大的D_st指数并不一定对应着最强的对称环电流.     

磁暴主相的經度不对称性

太阳带电粒子流通过磁边界层的中性点或阻塞点,由于极化电場的漂移运动或雷萊-泰勒（Rayleish-Taylor）不稳定运动,穿透磁层而进入地磁場被輻射带所捕获。这些被捕获的电子将向东漂移而形成西向电流。在它們围繞地球一周形成封閉的电流环以前,由于地球的自轉以及这个电流弧对地球各地的相对位置的不同,电流分布以及它在地面磁赤道附近所产生的磁場分布都将是不均匀的,对經度来耕是不对称的。本文假定电子繞地球的漂移周期为两天,計算了当磁暴开始时位于地方时00,06,12及18小时的台站記录的磁場随“暴时”T_st变化的曲线。理論結果与用佘山及洪伽幼地磁台站得到的統計結果是一致的。     

安徽休宁地区下震旦統休宁羣砂岩的交变場退磁研究

本文使用交变場退磁方法对安徽休宁地区下震旦统休宁羣砂岩定向标本进行了剩磁稳定性检验,结果表明该岩层的天然剩余磁性基本上是稳定的,并得出它们的平均剩余磁化强度方向D_r=311°,I_r=76°,相应时代的古地极位置λ=90°E,φ=45°N,标本产地在当时所处的古纬度是90°-p=63°。最后,文章肯定了交变場退磁方法对古地磁学研究的重要意义;根据实验结果,对研究地区在早震旦世时的古气候提出了看法。     

青藏高原北羌塘地块下泥盆统平沙沟组古地磁学研究

泥盆纪时期各板块的古地理重建缺乏可靠古地磁数据,以至于古特提斯洋在泥盆纪的演化过程存在争议,而高质量的古地磁数据定量限定板块的古纬度位置是解决上述问题的关键.本文对北羌塘地块早泥盆世平沙沟组灰岩进行了古地磁学研究,提供了一个较为可靠的古地磁数据.镜下观察及岩石磁学实验结果表明平沙沟组灰岩样品中的主要载磁矿物为磁铁矿和赤铁矿,并且没有重磁化的特征.系统热退磁与混合退磁实验结果表明,样品的天然剩磁强度较低,从54块样品中获得了较为集中的特征剩磁分量,在样品水平下的平均方向为D_g=358.5°,I_g=22.8°,k_g=17.7,α₉₅=4.6°,D_s=8.8°,I_s=-0.9°,k_s=18.1,α₉₅=4.5°,通过了C级倒转检验,对应的古地磁极为λ_p=54.8°N,φ_p=251.2°E,(dp/dm=2.3°/4.5°),这一极位置与石炭纪以来可靠的古地磁极位置存在差异,很...     

La Coste地震计的原理及其应用

本文讨论了旋转型La coste地震计的原理和各种悬挂方式及其周期表达式。指出消除“拐腿”效应和振幅效应的最好办法是采用零长弹簧（l=0）并使绞链簧片的弹率c₁=-M′（0）否则,地震计将表现为正“拐腿”效应、正振幅效应或反效应,它们严重地阻碍着固有周期的增长。绞链簧片弹率c₁固定后,地震计只能工作在对应的周期。列举了满足La coste悬挂条件时各种因素变化对周期和零点的影响。     

计算视复电阻率的新的近似公式

本文推导并评价了一个新的计算视复电阻率的近似公式,其视振幅表达式为|ρ_s（ω）|≈ρ_s（ω）|_{ρs（ω）=ρs（ω）|},视相位表达式为φ_s（ω）≈sum from i=1 to n（B_i（ω）φ_i（ω））,这里B_i（ω）是按各介质复电阻率振幅计算的稀释系数。此近似公式比迄今为止已发表过的同类近似公式都精确,可在频率域激电法数值模拟计算视复电阻率时应用。     

Sq发电机电流的逐日变化和Sq指数

用中国地磁台站的资料,研究了S_q逐日变化的形态学特征,用理论模型计算了磁层环电流、部分环电流、场向电流、磁尾电流、Chapman-Ferraro电流的地磁效应.在消除了这些磁层电流体系的影响之后,得到了电离层潮汐风发电机电流产生的磁场S_q变化.对1973年的资料研究表明,S_q发电机电流的逐日变化主要表现在强度上,即使在磁扰期间,也可以分离出形态稳定的S_q变化.由此提出了一种新的地磁指数--S_q指数,用来描述S_q发电机电流强度的逐日变化.     

声雷达探测与直接测量温度结构系数的对比研究

本文用对比方法研究声雷达定量探测温度结构系数的接收因子和衰减因子,分析了接收因子与某些气象要素的关系。分析结果表明,在63米高度上接收因子E=C_T,a²/C_T,d²与局地稳定度有关,它随稳定度的增大而增大;E值大小还与水汽量有关,E随水汽量的增大而增大;E值大小还与高度有关,它随高度增大而减小。分析结果还表明,在稳定条件下,衰减因子L_E(E₁₆₀/E₆₃)的大小与160米高度上的水平风速有关,它随风速的增大而增大。文中还对气象条件对声雷达定量探测温度结构系数的影响进行了讨论。     

中低纬度电离层对太阳风状态的响应

本文讨论了行星际磁场B₂分量变化时内磁层和中低纬度电离层的响应.指出B₂变化引起的磁层大尺度对流电场的变化在一定条件下有可能透入内磁层,并沿磁力线映射到中低纬度电离层,在那里产生电场和电流体系,从而使S_q电流体系发生畸变,并在地面磁场中反映出来.数值计算表明,当△B₂<0时,S_q电流体系的焦点向东和向高纬移动,地面磁场会观测到数伽马的变化.这就为中低纬地磁观测诊断磁层和太阳风状态提供了一种可能性.此外,本文还用上述物理过程解释了赤道地区一些高空物理现象,如B₂倒转时电离层漂移速度的变化,赤道磁场异常以及赤道q型偶现E层的消失等等.     

强磁性体ΔT异常计算的误差分析研究

本文主要针对当前磁法勘探中高精度处理解释的需求,对强磁性体ΔT异常计算存在的误差进行分析研究.我们首先通过理论模型计算试验,证明常规计算采用的投影关系的ΔT与实际测量的模量差ΔT之间的误差E在磁异常幅值大时是明显存在的,其影响不容忽视.其次,当磁性强且剩磁存在时,投影ΔT曲线及其误差曲线在磁化方向与地磁场方向改变时具有一定的对称性;地磁场T0、磁性体形态(如二度水平圆柱体模型的半径r、柱体埋深R)和磁性参数(如磁化率κ)等参数确定的情况下,最大误差值出现在磁性体正上方,且其大小与磁性参数(κ)和模型体规模(如r/R)之间皆是指数关系;另外,研究还发现ΔT的计算误差曲线的一些其他规律特点,如在各纬度带上,ΔT计算误差的最大值Emax曲线的极值主要分布在中纬度地区;磁异常矢量Ta与地磁场T0的夹角θ逐渐变化时,随θ变化Emax曲线的极值分布在θ=90°~120°范围内;当磁异常幅值小于10000nT时,最大误差近似为磁异常矢量垂直于地磁场方向的测点附近的误差值;另外,磁性体(圆柱体为例)的半径(即尺度)与埋深的比值r/R超过0.5,且磁化率超过0.1SI时误差已达到3.9nT,磁化率增大与对应的Emax的值呈指数增长特点.因此,我们的研究表明,在强磁性体、磁异常幅值大的数据处理、反演及解释时,现有方法会产生较大的误差,应该基于严格的模量差ΔT,完善相应的处理以及反演方法.     

从电离层垂直反射的二次回波的統計特性

在地面上用无线电方法研究电离层时,通常只利用电离层反射的一次回波,但是利用二次回波来研究电离层也是可能的。利用二次回波提供的补充知识,特別是利用一次和二次回波的同时观测结果的相互对比,在某些情况下,对电离层物理和电波传播的研究,具有特别的意义。在这篇文章中,将对垂直採测时从电离层反射的二次回波波場和振幅的统计特性,以及一次和二次回波之间的统计联系,进行一些理论上的计算;并根据这些计算结果,讨论一下利用二次回波研究电离层和电波传播吋的若干问題。     

Low temperature magnetic properties of titanomagnetites

New measurements of high field magnetisation (I_s), remanence (I_s), and coercive force (H_c) are presented between 4 and 300 K for x = 0.4, 0.5, 0.6 and 0.8 (Fe_3−xTi_xO₄). For x = 0.4 a pronounced minimum is found at T100 K and for X = 0.5 and 0.6 broad minima occur around T200 K, apparently coinciding with the temperature for K₁0. The magnetic properties below T60 K ar complex and were found to be significantly changed by cooling in the presence of a high magnetic field. With no applied field during cooling, a distinct decrease in I_s is observed for T60 K, at which temperature there is a peak in the value of I_rs. The effe cooling is to eliminate the sharp decrease in I_s, reduce H_c and to increase I_rs below 60 K to a value the peak value, giving essentially a square hysteresis loop. The results are interpreted in terms of a form of crystallographic phase transition coupled to the magnetisation direction, possibly by the magnetostriction. Square hysteresis loops in ferrites have been explained by the presence of Jahn-Teller ions and, in the present case, the low temperature of the observed effect may be a consequence of the weak Fe²⁺ Jahn-Teller ion coupled to other effects such as spin-lattice coupling.

Details of this work can be found in Schmidbauer, E. and Readman, P.W., 1982. Low temperature magnetic properties of Ti-rich Fe---Ti spinels. J. Magn. Magn. Mat., 27: 114–118. A paper reporting further work on Fe_2.4Ti0.6O0.4 is in preparation.     

从断裂力学观点研究地震的破裂过程和地震预报

把断裂力学中的应变能释放率公式和裂纹错开位移公式运用到地震破裂中来,再用震级-能量公式logε_e=α₁M+α₂,对于走向滑动、倾向滑动和圆盘形剪切破裂找到了震源参数和地壳应力状态之间的内在联系,汇总在表2。对于走滑断层情形,关系式如下: （1） （2） （3） （4）应力降 （5）平均应力 （6）用M_o和L²W求区域应力公式式中,M为震级,L、W为断层长度和宽度,η为地震效率,τ₀为区域剪切应力,τ_y为剪切屈服强度,μ为刚性系数,v为泊松比,为平均位错,M₀为地震矩。 利用（6）式或（1）式,在实验室测出地壳状态下屈服强度τ_y,后,可用地震观测资料算出区域剪切应力τ₀。 上述关系式和目前流行的震源参数之间的关系式有很大的差别。原因是以往只考虑了破裂的初态和终态,没有考虑破裂过程。而断裂力学恰恰是考虑了破裂过程。     

含菱铁矿砂岩磁性的初步研究

作为煤田盖层产出的中国内蒙古平庄J₃砂岩,其平均磁化率为60×10^-5（SI）;平均剩磁为5×10^-3A/m.经热退磁后,在磁化率、剩余磁化、等温剩磁曲线、粘滞剩磁及磁组构等方面都发生了明显的变化,出现一系列奇异磁特征.岩石透射光与反射光鉴定、物相热红外分析、差热分析、X射线衍射分析表明,该砂岩的胶结物为弱磁性的菱铁矿,它在逐步热退磁过程中逐渐变为磁铁矿,部分变为赤铁矿.并大致确定,该砂岩胶结物含量近50％.此外,对这种砂岩样品仔细地进行了常规方法的退磁试验,得到其特征剩磁方向,确定其J₃古地磁极位置为198.8°E,84.6°N(α₉₅=4.8,k=94.5).     

唐山地震前后京津唐张地区的应力场

作者从断裂力学观点研究了圆盘形纯剪切破裂产生的远场位移,导出了远场位移的解析表达式.用此表达式计算了远场位移脉冲波形及其谱.求得了P波和S波拐角频率F_cα、f_cβ与震源破裂半径的关系式,t_2α和t_2β分别是P波与S波的震源脉冲宽度在震源球上的平均值.V_r是破裂速度,取0.775β,α、β是P波与S波速度.介质吸收的影响,假定在略去路径滞后因子e-（iωr）/c后是最小相移滤波器,应用希尔伯特（Hilbert）变换导出了介质的频率响应公式 式中, r为震源距,c为波速,Q为介质品质因数,ω_m为高频截止频率.它与富特曼（Futterman）公式是不一样的.在考虑了介质吸收影响与仪器频率特性影响后,在频率域中求出了震源尺度2a和地震矩M₀.在时间域中,利用快速傅立叶反变换求出介质和仪器的脉冲响应后与震源脉冲折积,求得了合成地震图,用此图得到了地震图初动半周期T_2P与震源尺度2a或震源脉冲宽度t_2a之间的关系量板.用此量板在时间域中也求得震源尺度2a,与频率域中求得的结果基本一致. 利用从断裂力学观点研究震源破裂过程导出的关系式求出了京津唐张地区的区域剪切应力τ₀,式中η为地震辐射效率,取0.05;v为泊松比,取0.252;μ为刚性模量,取3.3×10¹¹达因/厘米².结果表明,1976年7月28日唐山大震前,唐山-丰南一带应力值最高，达870巴，离开唐山仅100公里左右的昌黎地区的应力就只有200巴左右.唐山大震后，地震破裂带中部的唐山一丰南一带，t₀降至100巴左右，而破裂带两头应力值仍很高，尤其是西南头的宁河一带，达400-500巴.直到11月15日此处发生6.9级强余震后应力值才降到200巴左右.     

論用PKP波測定极远地震的震級

一、引言目前我国测定极远地震（震中距离Δ>110°）震级的方法有两种: 1.面波法计算震级的公式 M_LH=log（A/T）-log（A/T）^*,（1.1） 式中A是水平分向地动位移（μ）,T是相应的周期（秒）,取面波中A/T为最大者,-log（A/T）^*是索洛维约夫-谢巴林1957年发表的量规函数。     

南京附近地区一些新生代玄武岩组的古地磁学研究及对其地质时代的初步认识

中国东部广泛分布着新生代的玄武岩,其地质时代始终是一个争议的问题。本文作者对南京附近地区的两个标准玄武岩组剖面进行了古地磁学研究,使用交变场退磁法检验了样品,证明它们的剩磁稳定性良好,测得江宁方山玄武岩组的I,平均值为8.1×10^-4CGSM,D_r=195°29′、J_r=-54°9′,古地磁南极位置为λ_P=192°35′E、Φ_P=76°47′N;六合灵岩山玄武岩组的l,平均值为26.4×10^-4CGSM,D_r=354°44′,J_r=42°12′,古地磁北极位置为λ_P=329°38′E、Φ_p=80°36′N,并得出如下结论: （1）六合灵岩山玄武岩组和江宁方山玄武岩组的极性截然不同,灵岩山玄武岩组的岩石磁性全系正向,可能相当于布容期（Brunhes epoch）,方山玄武岩组的岩石磁性全属反向,可能相当于松山期（Matuyama epoch）; （2）灵岩山玄武岩组测得的古北极相距现今的北极要比方山玄武岩组的近一些,清晰地表明它们的形成时间绝非同一时期,而是灵岩山玄武岩组要晚,方山玄武岩组要早; （3）灵岩山玄武岩组和方山玄武岩组形成时期的岩石产地所处的古纬度都是中纬度地区,属亚热带气候; （4）对比世界各地区一些有关时代的岩石古地磁学数据,参照这两套玄武岩组的上下地层中所含有的古生物化石及岩石学特征,六合灵岩山玄武岩组的地质时代似应为Q₂-Q₃,江宁方     

基于MESSEGER观测对水星磁尾电流片磁场分布的统计研究

本文利用信使号飞船2011-2015年期间在轨磁场数据对水星磁尾电流片的磁场结构分布特征进行了统计分析.为探究磁场结构分布随水星径向距离的变化,电流片划分为近磁尾（-1.5R_M > X > -2.0R_M）和远磁尾（-2.0R_M > X > -2.5R_M）两个区域.所得结果表明：（1）无论是近磁尾还是远磁尾,电流片中的磁场都以+B_z分量为主,磁场方向几乎与磁赤道面垂直.（2）相比近磁尾,远磁尾电流片中磁场强度、B_z分量较弱,B_y分量较强,而且-B_z信号出现概率相对较大,这表明电流片中磁活动相对容易在远磁尾中发生.（3）磁场强度以及B_z分量在晨昏方向上的分布存在晨昏不对称性——在方位角120°~190°范围内相对较弱.弱B_z数据点（B_z<5 nT）也在昏侧（Y>0）发生较为频繁.（4）与B_z分布相反,磁场强B_y分量（|B_y|>5 nT）倾向于在晨侧（Y<0）发生.统计分析还表明,磁场B_y分量与行星际磁场B_y分量并无明显的相关性.对比地球磁尾电流片,我们对水星磁尾电流片B_z分量、强B_y分量的晨昏不对称起源机制作了探讨分析.