青藏高原的隆升过程与地球动力学模型研究进展

综合对比、分析了现有青藏高原隆升过程和地球动力学模型相关成果，认为：（1）高原岩石圈以多圈层为特征，其内部层圈相互作用复杂，从而导致隆升过程和机制的复杂性以及构造演化的阶段性，高原的隆升是多种机制联合作用的产物，具有多阶段、非均一、不等速的特征；（2）现有地球动力学模式多力求用一种动力学体制对高原整体构造格架和成因演化进行解释，然而，高原的隆升过程、状态和动力学机制具有非线性、非周期性和无序性等特征，其隆升作用存在非线性效应；（3）以数值模拟为手段，开展物理与数学的定量模拟研究，建立组合动力学模型，是青藏高原隆升过程和地球动力学研究中有待深化的重要课题。     

谈地质科普中对地球的认识

地球,人类赖以生存的家园,是地质学的研究对象。人类不断认识、探索、改造地球。地质科普,先从认识地球开始。本文以较通俗易懂的语言,带领读者认识熟悉而又陌生的地球。文章从地球的诞生说起,介绍了地球多灾多难而又顽强成长的童年,地球的形状,内部圈层和外部圈层结构等。地球同世界上任何有生命的物体一样,也有生老病死,有始有终。46亿岁的地球虽然还处于青壮年期,但保护地球是人类永恒的使命。     

地球内核快速旋转的发现及其动力学意义

地球内核快速自转的发现,证实了地球圈层差异旋转理论,其动力学意义在于：（１）旋转系统有不同于非旋转系统的物质运动方式和能量转换方式;（２）圈层有序差异旋转与无序差异放置的交替是地磁反向的原因。     

地震层析成像板块构造及地幔演化动力学

地震层析成像技术的飞速发展给人类提供了一个探测地球内部结构的强有力的工具，也给人类展示了一片新的天地，使人类更加清晰地在两个层次之上（地球的层圈构造和内部横向不均匀性）了解地球内部，特别是对幔内部非均匀结构，从全球和区域的尺度上揭示出地球内部特别是地壳和上地幔横向不均匀结构。呈现出全新的地球，特别是地幔结构的三维图像框架，很容易理解，这一基本框架正是地幔演化热动力学过程的现代表现，如此，我们可以利用该框架去追溯、探讨全球构造特别是地幔构造演化的历史，从而深化对于我们这个星球演化过程的理解。     

地球内部各圈层介质的地球各向异性与地球动力学

地球内部各圈层的结构和构造在本质上是不均匀的各向异性的,各向异性的研究不论是对深化地球本体的认识,还是在资源、能源、灾害和环境以及全球变化的研究中均具有重要作用。本文基于这一科学问题的本质性和重要性着重讨论了以下５个问题：１）各向异性介质中地震波场效应与判据;２）复杂介质地震各向异性－Ｓ波分裂的成因分析;３）当今Ｓ波分裂监测技术的进展与探索;４）地震各向异性在不同科学问题研究中的效能;５）地震各向     

地球系统科学综述

首先从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化和地球系统科学的关系与传统地球科学三个方面介绍了地球系统科学提出的背景,阐述了地球系统科学国内外研究现状．然后,详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法,主要包括研究思路、基本概念、地球系统过程、全球——区域信息获取、海量信息处理和分析及地球系统模型等．第三,构建了地球系统科学理论基础．主要包括：地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统,重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学模型与效应．第四,概述了地球系统的数字表达一数字地球和地球系统科学是可持续发展战略科学基础．最后,简述了中国开展地球系统科学研究的方向和面临的主要科学问题。     

Nature Communications:开尔文-亥姆霍兹波影响地球磁场

<正>2015年5月11日,自然通讯(Nature Communications)上发表了新罕布什尔大学科研人员关于地球磁圈中开尔文-亥姆霍兹波的最新研究成果。科研人员发现,开尔文-亥姆霍兹波在地球磁圈中普遍存在,使得来自太阳风暴的粒子可以进入磁圈,产生震荡,影响地球的防护辐射带,从而保护人类免受宇宙辐射的伤害。这一认识与早先关于其无法改变磁圈动力学机制的传统认识截然     

全球变暖、构造运动与沙漠化

采用统计分析与综合分析方法，研究了全球变暖、构造活动、地球（以及月球和行星）轨道效应、太阳活动等对降水的影响。认为构造活动、地震、气候变暖与降水或洪涝灾害有一定关系；地球的轨道效应是地球气候变化的重要因素，从而与旱涝相关；月球行星轨道效应和太阳活动均与旱涝有明显的对应关系。气候变冷和构造活动弱是沙漠化的主要原因，人类活动则加速了沙漠化的进程。     

创立新的地球观──日本“超级地幔柱”(Super-plume)研究计划

日本科学技术厅打算调整基础研究，消减一般项目的研究经费，集中资助一些基础研究前沿的关键研究课题．因此，日本从1997年起在地球科学领域投以巨额研究经费，起动一个旨在创立新的地球观一“超级地幔柱（Super—plume）”这样一个跨学科的重大基础地学研究计划．这个计划旨在认识从地球内部的地核直到地球外部空间电磁圈之间的各圈层的相互作用，解译引起地球由内至外变化的根本原因．这个雄心勃勃的研究计划集中了一批日本当今最活跃、最优秀的中青年地质学家、地球物理学家和地球化学家，以东京工业大学丸山茂德教授为代表该计划不仅…     

地球系统科学

地球系统科学（earth system scierce）是从整体论的观点出发,研究地球这个大系统内具有有机联系的子系统,即各圈层内部以及图层之间的相互作用和运动变化的全过程、形成机制以及可能发生的发展变化趋势。     

Predicting strong motion parameters for the Chamoli earthquake of 28th March, 1999, Garhwal Himalaya, India, from simplified finite fault model

State of Uttaranchal in the northern part of India in the Garhwal Himalaya was hit by the Chamoli earthquake on 28th March, 1999 (GMT). This earthquake was recorded on a strong motion array installed in this region. The maximum peak ground acceleration of 353 cm/sec² was recorded at an accelerograph located at the Gopeshwar station at an approximate epicentral distance of 14 km. The simplified method of Midorikawa (1993) has been used to model finite fault responsible for causing the Chamoli earthquake. This method is based on the Empirical Green's Function (EGF) technique of Irikura (1986).Modifications in this method have been made to include layered earth model and transmission effects at each boundary by Joshi (2001). Rupture causing the Chamoli earthquake is placed in two structural models of the earth in this work: one is a homogeneous half space and other is the multi layered earth model. Comparison in terms of root mean square error (RMSE) is made between the simulated and actual strong motion parameters like peak acceleration and duration. It is seen that the introduction of multi layered earth system in this simplified technique is capable of significantly reducing the RMSE in observed and predicted strong motion parameters and defining the attenuation rate for peak ground acceleration of this earthquake.     

地气耦合研究进展简介

简要介绍了近十多年来地气相互作用研究领域所取得的成果,并从整体地球系统的角度探索自然灾害(气象灾害和地震灾害)的成因.在总结和评述过去工作的基础上,提出了地幔对流节律性假说,并利用这一假说解释了板缘地震、地球自转和厄尼诺之间的关系;利用地幔中存在中小尺度对流这一设想并结合绝对涡度守恒原理讨论了板内地震、地热流和旱涝分布之间的联系.最后提出了对今后地气耦合研究工作的一些看法.     

地电阻率的数值模拟和多极距观测系统

本文利用高精度的多层水平层状介质视电阻率计算公式,模拟了不同结构剖面、不同装置极距、不同规律的真电阻率变化,以及这种变化在介质中所处不同部位条件下地表视电阻率变化的计算结果;讨论了发生于介质中的真电阻率随时间变化在上述各种不同条件下,与在地表观测到的地电阻率(即视电阻率)变化两者之间的关系;指出为了解次异常变化与干扰变化的识别问题,应当将现行单一极距观测改造为多极距观测,并研究和发展相应的地电阻率随时间变化的反演技术和方法,以促进地电阻率法预报地震从看图识字的被动状态向物理预报方向转化。      

The Relationship Between the Interannual Variation of Earth’s Rotation and El Niño Events

We analyzed the relationship between the earth’s rotational variation and sea-surface temperature anomaly. By means of using Fast Fourier Transform (FFT) bandpass filter on the change of length-of-day (ΔLOD) data, the interannual variation series having time periods greater than 1.5-year and less than 8-year was obtained. Time series analyses of the interannual variation, which corresponds to the El Niño period, reveal a close linkage between the earth’s rotation and El Niño. A detailed comparison suggests, that six of seven El Niño events are nearly synchronous with the interannual variation of the earth’s rotation, and all ΔLOD peak are in El Niño years except 1991–92, which means the interannual variation of the earth’s rotation in these years is relatively slow. The correlation between ΔLOD and sea-surface temperature is about 0.517 (1 month-lag), which far exceeds the 99% significance level.     

Construction of an Intraplate Fault System Model of South Australia, and Simulation Tool for the iSERVO Institute Seed Project

To foster ongoing international cooperation beyond ACES (APEC Cooperation for Earthquake Simulation) on the simulation of solid earth phenomena, agreement was reached to work towards establishment of a frontier international research institute for simulating the solid earth: iSERVO = International Solid Earth Research Virtual Observatory institute (http://www.iservo.edu.au). This paper outlines a key Australian contribution towards the iSERVO institute seed project, this is the construction of: (1) a typical intraplate fault system model using practical fault system data of South Australia (i.e., SA interacting fault model), which includes data management and editing, geometrical modeling and mesh generation; and (2) a finite-element based software tool, which is built on our long-term and ongoing effort to develop the R-minimum strategy based finite-element computational algorithm and software tool for modelling three-dimensional nonlinear frictional contact behavior between multiple deformable bodies with the arbitrarily-shaped contact element strategy. A numerical simulation of the SA fault system is carried out using this software tool to demonstrate its capability and our efforts towards seeding the iSERVO Institute.     

直升机航空TEM中心回线线圈姿态校正的理论研究

在直升机航空电磁测量时,固定在吊舱内的发射-接收线圈受飞行速度、飞机颠簸、风向等影响,会发生旋转,导致线圈与大地之间的耦合发生变化,给测量的电磁数据带来姿态误差,因此,研究航空线圈姿态校正非常重要.本文在建立吊舱和大地系统双坐标系的基础上,确定了吊舱旋转时,双坐标系之间变量变换的旋转矩阵,推导出层状大地垂直圆线圈姿态变化时航空电磁响应的计算表达式,以及线圈发生摇摆、俯仰旋转时的电磁响应系数,仿真研究了线圈姿态变化对电磁测量的影响,提出了姿态误差的几何校正方法,为航空电磁测量数据的精确处理和解释奠定了理论基础.     

地壳“轧展”效应对地震成因的解释

目前多数地球科学家认为,地球的演化（包括地壳运动和地震活动）是地球内部因素所决定的,地球外部因素是次要的,作认为,地球虽是庞大并具有确定边界的星体,从银河系看来,地球不能作为单独的星体存在,它必须依附太阳系才能生存下去,在太阳系的演化中,太阳是太阳系演化的核心和主导,太阳自身的演化控制着行星的演化是必然的。因此,研究太阳活动,太阳能量向地球的输送及太阳与地球间能量（包括动量和质量）相耦合的物理机     

超低频波粒相互作用分析器

地球磁层的超低频(ULF)波是导致能量带电粒子快速加速的主要原因,同时这些粒子又可以使ULF波发生阻尼,它们之间的相互作用的过程可以通过星载仪器来定量观测.作者根据波与粒子相互作用的原理,结合中高轨道三维空间电场测量系统DC和低频部分的频率响应特点,设计了一种针对ULF波的波-粒相互作用分析器,并进行了模拟实验和验证.该仪器具有快速、精确、结构简单的特点,在中高轨道卫星观测时能对ULF波与粒子的相互作用的过程进行实时的定量测量.     

Elasto-plastic earthquake shear-response of one-dimensional earth dam models

A simplified analysis procedure for the non-linear hysteretic earthquake-response of earth dams is presented. The dam is modelled as a one-dimensional hysteretic shear-wedge subjected to base excitation. The hysteretic stress-strain behaviour of the dam materials is modelled by using elasto-plastic constitutive equations based on multi-surface kinematic plasticity theory. The method is based on a Galerkin formulation of the equations of motion in which the solution is expanded using eigenmodes of the linearized problem defined over the spatial domain occupied by the dam. The technique is applied to analyse the non-linear dynamic response of an earth dam subject to two very different input ground motions. The following investigations are presented: (i) comparison between the results obtained using two soil models depicting different nonlinear properties, (ii) comparison between the results of the one-mode and the multi-mode solution expansions, (iii) comparison with the results obtained through an elaborate finite element representation of the dam, and finally, (iv) comparison with the results obtained through the Makdisi-Seed¹¹ iterative procedure for earth dam analysis. The comparisons show that the proposed technique can be used to determine adequately the transient earthquake response of long earth dams. Furthermore, the efficiency and low computational cost make the technique very attractive; it can easily and systematically be extended to two- and three-dimensional calculations of earth dam response.