中国近海潮汐变化对外海海平面上升的响应

针对外海海平面上升对中国沿海潮波系统和潮汐水位可能带来的影响,通过西北太平洋潮波数学模型对边界海平面上升后潮波变化进行了数值模拟。研究发现边界海平面上升后,在无潮点附近东侧迟角增加,西侧迟角减小;无潮点北侧振幅增加,南侧振幅减小;辽东湾、渤海湾顶、辽东半岛东海域、海州湾至鲁南沿海、苏北沿海、台湾海峡至浙东沿海和南海平均潮差增加,海平面上升0.90 m后潮差最大增幅达0.40 m;长江口、杭州湾至对马海峡、朝鲜西海岸和莱州湾海域潮差减小。随着海平面上升量值的增加,渤海、台湾海峡潮差变化速率相对稳定,黄海、东海和南海站位变化速率有所变动;平均高水位的变化趋势与潮差一致;潮差增加的区域,高水位抬升幅度超过边界海平面上升幅度。海平面上升引起的高水位超幅变化,增加了沿海地区对风暴潮和其他灾害防护的风险。     

厦门台数字化潮汐资料的背景变化及其主要干扰因素

利用快速Fourier变换分析方法,对厦门台数字化潮汐资料的背景变化及其主要干扰因素进行了初步探讨,并对其存在的原因给出了可能的解释;和内陆台站的相应资料对比后表明,并非所有的台站测项所观测到的固体潮资料中,M2波都会占绝对优势;临海台站在作资料分析时,对M2波的分析应该是主要的,而内陆型台站应该综合考虑其它波群的影响;同一台站的不同测项受到主要干扰的机制是不同的,厦门台受海潮的干扰机制是,厦门台处于相干海潮波的波峰或波谷处,且该海潮波的周期又和M2波的非常接近,气压的干扰机制是,气压扰动形成的压力差以波动形式直接作用在洞体应变仪的含铌特种因瓦棒或传感器探头上,使得其记录曲线中叠加了多种波的成份。     

地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

潮汐摩擦对月球轨道与地球自转影响的研究综述

潮汐摩擦导致月球轨道和地球自转产生长期变化,精密确定这些参数对了解地月系统的演化至关重要.阐述了求解这些参数的理论方法,回顾并对比了利用天文观测、近地卫星、数值潮汐模型和月球激光测距等资料的分析结果,发现近地卫星和月球激光测距数据比天文观测资料精度高,但可提供数据跨度较短.随观测资料的积累,可提供更可靠的月球轨道和地球自转的长期变化信息,提高对地月空间环境变化的认知.     

连续重力观测站测定的中国大陆潮汐因子空间分布特征

潮汐变化空间分布可用于地球不同位置受外力响应及地球形状、地表变形的相关研究.受观测技术、仪器数量和观测精度等制约,中国大陆重力潮汐观测直到21世纪初才得到较大改善和发展.利用2015-2017年中国大陆运行较好的51个重力站潮汐观测数据,采用国际标准潮汐处理方法和软件,分析计算了中国大陆主要潮波潮汐因子的空间分布,同时,结合1′×1′的全球地形模型(ETOPO1)和全球重力场模型(WGM2012)讨论了中国大陆东西和南北向2个潮汐剖面的构造物理特征.研究结果表明:①90％以上重力站M2波潮汐因子中误差优于0.001,这已和20世纪80～90年代的超导重力仪的观测精度相当;沿海台站的O1和K1波潮汐因子大于其他地区,经Nao99b和Nao99jb海潮模型检验认为是海潮负荷引起的.②沿狮泉河—玉树—松潘—黄梅—上海佘山的东西向M2波潮汐剖面显示,当海拔高程差异超过4500m、布格重力异常差异600×10-5m/s2时,重力站间M2波潮汐因子差异可达2％,且和高程呈正相关特征.③沿孟连—西昌—银川—乌加河的南北向M2波潮汐剖面站间潮汐因子差异为1.0％～1.5％.④重力站潮汐因子和高程的相关性分析表明,内陆站M2、O1波相关系数超过40％具有正相关特征.上述结果可为中国大陆地壳结构横向不均匀性和动力变形响应研究提供参考.     

青藏高原东北侧断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化研究

本文推导了断层活动与地面重力变化的理论关系,讨论了与断层活动有关的三维形变场变化与实际观测的重力变化之间的关系。利用位错理论模型模拟了青藏高原东北侧的多组断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化分布。并结合该地区2001年11月14日昆仑山Ms8．1地震前观测的两期重力资料,讨论了该地区的地质构造活动与重力变化过程与地震活动的关系。     

中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述

人类活动引起的土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)是重要的外强迫之一,但是LUCC对全球及区域气候影响的研究仍然薄弱,至今无法对LUCC的气候效应问题做出系统的评估。研究针对人类活动比较剧烈的中国区域问题,首先回顾了近几十年来中国LUCC的特征,接着从观测和数值模拟2个方面系统地讨论了过去LUCC的研究成果,主要针对LUCC通过生物地球物理过程影响区域气候的工作,总结和归纳了LUCC对中国区域气候的影响问题,进而探讨了LUCC在未来气候变化中可能扮演的角色、亟待解决的问题,以及国内外在这方面的研究动态和未来发展方向。     

基于观测数据的全球大气冻融指数变化研究

冻融指数是气候变化的一个重要敏感指示器,被广泛应用于冻土变化研究中。研究全球范围内冻融指数的空间分布特征与时间变化趋势,可为全球冻土环境评估、工程建设以及应对气候变化提供依据。本文基于1973—2021年覆盖全球陆地且超过14 000个站点的逐日气温观测数据,计算大气冻融指数并分析其时空变化特征,探讨其与地理因子的关系。研究结果表明：近49年全球平均冻结指数为610.8℃·d,最大值为19 653.3℃·d,北半球(667.9℃·d)大于南半球(152.4℃·d);全球平均融化指数为4 709.6℃·d,最大值为11 217.0℃·d,北半球(4 444.5℃·d)小于南半球(6 927.3℃·d)。空间上,近赤道等低纬地区的站点冻结指数基本为0℃·d,融化指数为0℃·d的站点仅出现在南极洲和格陵兰岛。冻融指数受纬度和海拔的双重影响,且具有明显的气候带分布特征。全球站点的冻结指数以平均6.4℃·d·a^-1的速率下降,而融化指数以平均14.0℃·d·a^-1的速率呈上升趋势;但在21世纪初冻融指数变化均趋于平缓。在1973—2021年间,全球范围...     

月基InSAR观测地球大尺度形变能力的初步研究——以固体地球垂向潮汐形变为例

从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能力。根据固体地球垂向潮汐形变的大尺度分布特征和月基雷达的超大幅宽的观测特点,采用简化月基雷达观测几何模型,选定经纬跨度均为50°的中低纬区域为模拟测区,并计算了月基雷达重访周期与雷达波束扫过选定模拟测区内各点时的垂向潮汐形变,将形变计算结果进行时间差分,得到差分相对垂向潮汐形变,即是月基InSAR可观测到的垂向潮汐形变。模拟数值结果表明,月基雷达的重访周期约为24.8 h,在30天内各点的差分垂向潮汐形变可达30 cm。鉴于目前月基InSAR的理论形变观测精度达到厘米级,因此理论上用月基InSAR技术能够观测到模拟测区固体地球大范围垂向潮汐整体形变,也能利用观测数据研究地球潮汐大范围时间和空间变化特征;另一方面模拟结果也可为月基SAR观测其他地球宏观物理现象的参数设计与模拟提供参考。     

我国重力固体潮实验研究进展

综述了我国重力固体潮研究领域的相关成果,包括积累大量观测数据,建立国际潮汐基准和独立的国际标定系统,利用小参数扰动法发展了地球潮汐理论模型,用计算机演绎法实施潮汐位展开,用残差信号对数据作预处理,用小波分析方法设计滤波器,用远近区结合法解算海潮负荷,用大气重力格林函数法解算气压对重力场观测的影响,测定了地球的近周日自由摆动参数,将固体潮汐研究成果应用于地震和重力测量,对重力仪进行静电反馈改造,精密测定了仪器相位滞后和对超导重力仪进行了标定等内容,讨论了今后研究展望。     

中国地壳运动观测网络基准站重力场变化的海潮负荷信号改正问题

利用最新的全球海潮模型（Csr3．0，Fes95．2，Tpxo2和Csr4．0）和原有的Schwiderski海潮模型以及中国近海海潮数据和标准地球模型负荷格林函数，采用直接褶积积分方法研究了中国地壳运动观测网络25个基准站重力固体潮观测中的海潮负荷效应问题，计算了 8个主要潮汐波的负荷振幅和相位，构制了北京和上海等10个台站重力负荷随时间变化函数。     

总结大测程重力仪的分段格值整理重力资料的几种情况

对于大测程重力仪,当分段标定的格值相对变化大于1/1 400时,应使用分段格值对重力资料进行整理.文中总结了如何使用重力仪的分段格值计算在不同测程段上观测点重力值可能出现的几种情况.     

南薇西盆地重磁场特征及油气资源远景

结合南薇西盆地及邻区的重、磁力异常特征分析与综合反演,文章对该区油气有利远景区进行了预测。南薇西盆地北部坳陷和北部隆起以高重高磁特征为主,火山活动强烈。中部坳陷、南部隆起及南部坳陷的北部表现为整体低重、低磁背景上的局部团块状高重、高磁异常,为火山岩与碳酸盐台地的综合反映。南薇西盆地新生界厚度呈北东向条带状薄厚相间的特征,南部坳陷新生界厚度最大,中部坳陷次之。盆地北部处于莫霍面隆起区,而南部莫霍面相对较深,为减薄型陆壳的特征。北部坳陷和北部隆起居里面整体较浅,可能与南海扩张引起岩石圈的强烈伸展减薄、地幔物质上侵有关。中部坳陷和南部隆起的居里面明显浅于南部坳陷,表明中部坳陷和南部隆起的热活动强于南部坳陷。重磁场特征及其反演结果与石油地质特征表明,南薇西盆地的中部坳陷、南部隆起及其西南盆地外围的区域应为盆地最好的油气远景区,其次为南部坳陷,北部坳陷和北部隆起油气潜力不大。在油气远景区内,局部团块状、等轴状的重力高异常区部分可能为碳酸盐台地,生物礁较为发育,应为未来的勘探目标。      

青藏高原北缘重力场研究

根据实测阿尔干—老茫崖、格尔木—额济纳旗两条重力剖面获得的资料,研究了青藏高原北缘重力场特征。划分出5个二级构造单元及11条较大断裂,计算并分析了研究区内Airy重力均衡异常与新构造运动的关系。利用重震联合反演结果,浅析了地壳—上地幔构造及密度分布特点,指出研究区内莫霍界面最深处在青海哈拉湖地区,达65km,新疆阿尔干最浅,只有39km。推测北祁连褶皱带中的中祁连断裂及阿尔金断裂系是青藏高原块体的北界。     

小波细菌的微分特征及其在重力场断裂分析中的应用

利用小波细节的微分特征对重力场进行断裂分析。理论分析和模型计算结果表明，小波细节具有水平一阶导数的特征，利用该特征对地质体边界的重力场进行小波变换，并结合频谱分析方法估算重力场小波的场源深度，由此可获得不同深度上断裂的空间位场及特征。与传统的向上延拓和求水平一阶导数来分析断裂的方法相比，该方法克服了向上延拓异常特征模糊化，使重力场的断裂分析更加准确和可靠。应用该方法分析了东秦岭地区的断裂分布。     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

重磁电联合反演在银—额盆地勘探中的应用

依据大地电磁测深连续二维反演结果初步确定构造与地层,通过综合分析区内物性特征给定地层与岩石的物性参数,建立正演地质—地球物理初始模型,在地质、钻井、地震资料约束下进行重磁电联合反演,不断修改地质—地球物理模型和大地电磁测深连续二维反演结果,使重磁正演数据和实测数据拟合度达到最佳。在银—额盆地构造与地层解释中的应用结果表明,重磁电联合反演可以有效克服单方法解释的多解性,准确识别地质层位,大大提高定量解释的精度。     

重力场数据处理中小波母函数的选择

在分析小波分析技术的本质和小波母函数性质的基础上,考虑待分析信号的特性,从而给出一种小波母函数的选取方法。利用上述方法选取的小波母函数进行小波分析将获得较优的效果。     

重磁资料在北黄海盆地综合地球物理解释中的应用

由于受多种因素的影响,北黄海盆地地震反射资料品质较差,信噪比较低,浅层多次波尤其是短周期多次波极为发育,中深层反射波组特征不明显,浅层出现强反射屏蔽现象,为此,采取重、磁、震三方面资料相结合的地球物理综合解释方法尤其必要.通过分析地球物理场特征,在对照分析重、磁、震平面和剖面资料的基础上,选取重点剖面线进行重、震联合反演并进行综合解释,提出了重磁解释结果与地震解释结果不吻合之处,为进一步研究北黄海盆地打下基础.