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.     

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。     

确定卫星重力场中的海潮负荷影响问题

概要综述了确定卫星重力场恢复中的海洋负荷潮汐改正理论和精度估算问题。利用TPXO6海潮模型计算了海潮对卫星重力恢复的影响,与GRACE观测误差实施了对比。结果说明海潮M2波对卫星重力场恢复的影响最大,并主要体现在40阶以下的位系数上。海潮模型误差对低阶卫星重力场恢复的影响也是比较明显的。相关结果可有效降低GRACE恢复的低价重力场位系数的潮汐成分,为我国相应的学科研究提供有效参考。     

海原断裂带断层通道波观测与破碎带宽度

断层通道波是低速断层破碎带与高速围岩之间的边界相干多重反射形成的,其振幅和频率强烈依赖于断层的几何形态和物理性质,故能用于探测断裂带的内部结构.在宁夏海原西安州附近海原断裂带上,横跨1920年海原8.6级地震地表破裂带布设2条测线,接收测线之间人工爆破激发的断层通道波.每条测线由1台3分量数字地震仪组成,靠近破裂带台间距30～40 m,远离破裂带台间距增大至230～250 m.对测线1的台站接收到的一炮垂直道地震波数据进行了0.1～4.0 Hz频段的滤波,结果表明在S波到时之后存在多组强振幅、低频率、长波链的断层通道波.由断层通道波揭示的海原断裂带在西安州附近的断裂破碎带宽度约为250 m.     

海潮引起的滨海地区包气带气压周期性变化的数值模拟

滨海地区的地下水位由于海潮而上下波动, 这早已是为人熟知的事实.但是, 滨海地区包气带中气压也会随海潮的起伏而作周期性变化, 这一点却很少为人注意.如果地表由渗透性差的材料如水泥或沥青路面覆盖(这种情况在香港高度城市化的近海地区很常见), 海潮的起伏会产生幅度异常高的气压波动.在某些情形下, 足够高的气压会引起如路面拱起等工程问题.因此, 研究海潮引起的包气带气流, 不仅具有理论意义, 还对滨海地区土木工程有实际指导作用.以香港某滨海地区为例, 建立了该地区一剖面上水气两相流的二维数学模型, 并用TOUGH2程序进行了数值模拟.通过数值敏感度分析, 探讨了影响沥青路面下气压的主要水文地质因素.在根据该地区实际水文地质情况选取了适当的模型边界条件和模型参数后, 沥青路面下气压的数值模拟结果和观测数据吻合程度良好.      

安庆地震前地磁异常特征

计算并分析了2011年1月19日安徽安庆M4.8级地震前后地震震中周边主要地磁台站地磁转换函数参数变化特征,总结了安徽安庆地震前华东片主要地磁台站地磁资料垂直分量变化特征。结果表明:在安徽安庆、江西瑞昌与湖北阳新交界发生的2次中强地震前,九峰、泾县、金寨3个地磁台的转换函数部分参数出现不同程度的异常变化。安徽安庆地震前,中国大陆东部地磁低点时间出现位移,地磁日变形态还发生了明显的畸变。进一步深入分析结果显示,地磁低点位移的产生机理主要与地下介质的电性质改变有关,与空间电磁环境影响不大。     

基桩低应变动测中"短程多次反射波"的特征研究--兼论横波在检测中的应用前景

短程多次反射波对基桩动测资料解释常会形成干扰，并为人们所忽视。以往国内外文献对此未见详细讨论。这里通过对解析解的理论计算与物理解释，阐明了这种干扰波的波形与强度，取决于缺陷的性质、位置、尺寸以及桩周土的剪切波速，且其不能被频域滤波所消除。因此在一定的客观条件下，这种干扰波会对资料的定性与定量解释造成困难，在实际工作中应予以注意。通过计算与实例，说明了物探资料解释的多解性问题在基桩动测中同样存在，用实测资料与理论曲线拟合法解释，可提高对资料认识的全面性，从而减小这种困难。根据文献通过理论计算说明，若测量扭转波则这种干扰将会大大减小，仅从此角度亦能说明纵横波联合检测是基桩动测的发展方向之一。     

盒子波调查技术在六盘山黄土塬区的应用分析

六盘山盆地被巨厚的黄土所覆盖,是表层和深层双复杂区域。巨厚的黄土和复杂的地形条件使该区干扰波非常发育,严重影响了地震资料的信噪比。为了有效调查该区干扰波发育特征,并进行针对性地压制,通过盒子波调查技术在该区的应用分析,提出了和生产结合进行盒子波调查的有效方式,克服了静校正问题对盒子波调查数据的影响。针对两种地形条件下的盒子波资料,分析了在不同地形和表层条件下干扰波场的变化,认为影响浅层和中深层信噪比的干扰波特征存在差异;并通过组合压噪效果分析,提出对不同深度勘探目标进行针对性压噪的组合接收方式,提高了六盘山地区巨厚黄土塬勘探区目标层采集资料的信噪比。     

福建省长诏带重力复测资料精度分析

本文利用长诏带十二期LCR -G重力仪复测资料精度情况 ,对在施测中存在着问题 ,误差来源情况 ,结合重力仪的构造特点进行分析。认为影响观测精度主要来源有二类 ,一类是客观因素 ,如振动、温度、气压等因素 ;另一类为主观因素 ,如观测方法 ,气泡置平等。如果在今后的工作中更注意这些干扰因素 ,可进一步提高成果精度     

长清地震台数字化前兆资料可靠性分析

一、引言长清地震台于1998年9月14日在台站数字化改造过程中安装体积式应变仪一台,灵敏度达到1×10~(-9),产出的数据连续稳定,固体潮汐完整清晰。1999年9月至2001年1月出现数次大的突跳,并且与部分远震相对应。尽管对其形成机理无法解释,但是通过对仪器系统以及气压、水位、降雨等干扰因素的分析对比后,证实前兆数据突     

建立地震发射台的建议

目前地球上有成千上万个地震台，但它们都是接收地震波的地震台。建议建立一种新型的地震台，这种地震台用人工的方法不断地向外发射地震波，照亮需要研究地区的地下结构，研究特定的科学问题。建立地震发射台的核心问题是选择合适的人工震源，近年来出现的绿色环保震源，以及现代信息处理技术的发展，使得建立照亮10万km2(深至Moho面)地区地下结构的地震发射台已经完全是可能的。     

利用T/P海面高度数据校验验潮站地面升降的初步研究

利用TOPEX/Poseidon卫星1993—2001年的海面测高资料提取了上海和江苏临近海域这9年间的绝对海面变化信息，并与该区域6个验潮站的同时段潮位记录数据进行了对比分析。研究结果表明根据T/P海面高度数据提取的月均海面变化曲线与同海区验潮站测得的同期海面变化过程具有相当好的一致性和同步性，但是根据潮位序列得出的9年平均海面上升速率值均大于根据卫星资料得出的上升速率值。由于卫星测高数据是严格建立在地心坐标基础上的，因此二者的差异在很大程度上应与验潮站所在地点的地面沉降有关。值得注意的是经过地面沉降校正的上海吴淞验潮站数据得出的9年平均海面上升速率值仅比卫星测高结果大0. 43 mm/a，而江苏省射阳河口至三条巷之间5个未经地面沉降校正的验潮站得出海面上升速率与卫星测高结果之间的差值在0.95～3.01 cm/a之间，并呈向北递增趋势。这一对比结果反映该岸段近期的地面沉降速率可能有自南向北增大的趋势，其量值有可能达到年厘米量级。     

Recent observations of meteotsunamis on the Finnish coast

We present four case studies of exceptional wave events of meteorological origin, observed on the Finnish coast in the summers of 2010 and 2011. Eyewitnesses report unusually rapid and strong sea-level variations (up to 1 m in 5–15 min) and strong oscillating currents during these events. High-resolution sea-level measurements confirm the eyewitness observations, but the oscillations recorded by tide gauges mostly have a considerably smaller amplitude. The oscillations coincide with sudden jumps in surface air pressure at coastal observation stations, related to the passage of squall lines or gust fronts. These fronts propagate above the sea at a resonant speed, allowing efficient energy transfer between the atmospheric disturbance and the sea wave that it generates. Thus, we interpret the observed sea-level oscillations as small meteotsunamis, long tsunami-like waves generated by meteorological processes and resonance effects.     

黄礁作业区附近海域潮汐、潮流特性研究

利用临时潮位站琅矶山、钓浜、下大陈岛的潮位观测资料和7条垂线大、中潮全潮潮流观测资料,分析了黄礁作业区附近海域潮汐、潮流特性。结果表明:测区海域潮汐类型属于正规半日潮,潮流类型属于非正规半日潮流性质。1#~5#垂线为往复流,6#、7#垂线为旋转流,该海域潮波为驻波性质。     

槽波地震勘探仪器的发展现状

高性能槽波地震勘探仪器的研制能够有力推进槽波地震勘探方法在煤矿地质构造勘察等领域的有效应用。通过分析槽波地震勘探实例,对比国内外多款新型槽波地震仪采集站,结果表明:无线遥测式地震仪是槽波地震勘探仪器的主要发展方向;新型采集站都使用有Δ-Σ技术的24位AD转换器,前置增益都是多倍率。地震仪器采集站的性能满足槽波地震勘探需要,但是地震检波器的性能制约了槽波地震仪整机性能的提高。分析6种不同类型地震检波器的原理和性能,目前地震检波器主要是围绕提高灵敏度,拓宽频率响应范围和增强抗干扰能力3个方面进行研究。其中高性能压电式地震检波器在槽波地震勘探中有较好应用前景,进一步介绍了一种压电地震检波器芯体及测试结果。      

潮汐作用下北黄海跃层波动的数值研究

跃层除有季节性的变化外 ,还时刻受到潮汐、风、降水等诸多因素扰动而引起波动与起伏。文章研究潮汐 (4大分潮M2 ,S2 ,K1,O1同时输入 )作用下渤海跃层起伏与波动的三维数值模型 (将海洋分为 3层 ,即上混和层 ,跃层和下混和层 ) ,揭示了整个海区跃层上下界面处跃层起伏的地理分布及叠加在起伏之上的潮周期波动的时空变化 ,模拟出跃层波动与实测基本一致。跃层波动既与潮汐运动有关 ,又与潮汐有很大区别。从波动位相、波高来看 ,两者均不相同 ,甚至周期有时也不同。跃层上下界面的波动周期、位相、波高在很多地区也不一致。中下层余流大小和方向几乎一致。大振幅的跃层波动均发生在近海地形突变之处。海水运动的激发与地形相互作用以及海岸海底摩擦可能是跃层波动与起伏的重要因素。     

磨刀门水道盐度混合层化机制

基于Simpson方法和磨刀门水道2009年枯季水文实测资料,选取上、下游两个站位的径流层化、潮汐混合、风致扰动3个影响河口水体分层的主要因素进行盐度混合的层化机制分析。研究表明:由于M1站位处上游,径流作用相对占优,分层不明显,只在涨潮急流时出现微弱的盐度分层;M2站则水体分层明显,小潮期间径流作用占主导,水体呈持续性分层,当由小潮转为中潮后,潮流作用增强,出现周期性分层现象,大潮以后,由于上游径流增加,潮流与径流作用相当,仍为周期性分层,但分层有所加强。层化的发育程度依赖径流致层化作用与潮汐、风致混合作用的博弈。     

Modelling December 2004 Indian Ocean tsunami: a coastal study

December 2004 tsunami in the Indian Ocean region has been simulated using MIKE-21 HD model. The vertical displacement of the seabed is incorporated into the numerical simulation by using time-varying bathymetry data. In the open ocean, sea surface height from altimeter observation has been used to validate the model results. To the west of the rupture zone, the crest is observed to precede the trough of the tsunami waves while to the east, trough preceded the crest. The model performance along the coastal region has been validated using de-tided sea levels from tide gauge measurements at Tuticorin, Chennai, Vishakapattanam, and Paradip ports along the east coast of India. Unique coastal characteristics of the tsunami waves, wave height, and wave celerity are reasonably simulated by the numerical model. Spectral analysis of tide gauge observations and corresponding model results has been done, and the distribution of frequency peaks from the analysis of gauge observations and the model results is observed to have a reasonable comparison. Low-frequency waves, contributed from the coastally trapped edge waves, are found to dominate both the tide gauge observations and the model results. The subsequent increase in the tsunami wave height observed at Chennai, Vishakapattanam, and Paradip has been explained on the basis of coastally trapped edge waves. From the validation studies using altimeter data and tide gauge data, it is observed that the model can be used effectively to simulate the tsunami wave height in the offshore as well as in the coastal region with satisfying performance.     

波浪载荷导致黄河口潮坪沉积物垂向运移现场观测研究

2005年8月7~8日,现代黄河三角洲刁口地区经历了一次由台风麦莎引起的风暴潮过程。通过对比分析风暴潮前后受保护潮坪滩面沉积物的粒度特征变化情况,发现了风暴潮期间在强烈的波浪载荷导致的渗流作用下,粉质土海床出现了极细粉粒由下向上运移并输出滩面的现象。结合现场试验期间采集到的孔隙水压力监测数据,本文基于海床动力响应的观点分析了其成因机制。     

基于时频域极化滤波的勒夫型槽波提取

矿井槽波地震勘探数据中,含有多种类型地震波,包括线性极化的纵波、横波、勒夫型槽波和椭圆极化的瑞利型槽波。由于槽波频散现象严重,不同类型槽波互相重叠,在地震记录上难以区分,合理地进行波场分离是槽波数据处理的重要环节。根据不同类型槽波振动极化特征,提出基于S变换的时频域自适应协方差矩阵极化滤波方法;在时频域中,针对槽波水平双分量信号建立自适应协方差矩阵;利用矩阵对应特征值和特征向量,计算椭圆率和方位角参数来描述槽波极化振动特征;依据极化参数建立极化滤波函数,对槽波地震信号进行波场分离。经过理论合成信号和实际数据测试表明,该方法可以有效地从槽波地震记录中提取出勒夫型槽波,避免其它类型地震波在槽波数据处理过程中产生的干扰,为槽波地震勘探数据处理提供新的技术手段。