我国中低纬度地区Sq焦点的分析与研究

本文利用１９８８年３月－１９８９年３月几次大的太阳活动期间我国９个台站的地磁资料，采用无穷大平板电流的等效电流体系方法，分析了我国中低纬度地区Ｓｑ焦点位置的变化特征，并对照ＫｐＤｓｔ，Ａｐ等指数给出了Ｓｑ焦点位置变化的合理解释。结构表明：（１）在不同的Ｋｐ指数段Ｓｑ焦点有不同的规律性，当Ｋｐ＜４时，随着Ｋｐ指数增大，Ｓｑ焦点向高纬方向移动；当Ｋｐ在４和６之间时，随着Ｋｐ指数增大，Ｓｑ焦点向低纬方向     

地面Sq磁场的分析和场向电流

地面Ｓｑ磁场的分析在一定程度上可揭示场向电流的存在。本文将Ｓｑ资料按１／２（夏－冬）的方法定性地显示了空间等效电流的分布。结果表明：在夏、冬季清晨由夏季半球流向冬季半球的场向电流特别明显，可是黄昏时的场向电流似乎不存在，踵时由冬季半球流向夏季半球的场向电流强度反而比清晨场向电流弱一些。     

Sq外源和内源电流体系的经度效应和UT变化

根据ＩＧＹ／ＩＧＣ期间全球地磁台网以及中国地磁台站的资料，计算出每－ＵＴ小时的Ｓ_ｑ外源和内源电流体系．对Ｓ_ｑ电流体系ＵＴ变化和经度效应的分析研究表明，Ｓ_ｑ外源电流体系的空间图案没有显著的ＵＴ变化，电流涡焦点的地理纬度与磁赤道有密切关系，其变化范围，北半球为２５°－３５°Ｎ，南半球为３０°－４２．５°Ｓ．外源电流总强度的平均值为２２９ｋＡ（北半球）和１７３ｋＡ（南半球），其变化范围为±５０ｋＡ（北半球）和±４０ｋＡ（南半球）．Ｓ_ｑ内源电流体系的图案和强度有显著的ＵＴ变化，电流体系焦点纬度有类似于外源电流系的变化．在大西洋、印度洋、北太平洋地区，内源电流体系的总强度明显小于大陆地区的内源电流强度，表明这些大洋地区上地幔电导率低于大陆地区．     

地磁静日Y分量季节变化的物理讨论

对电离层Ｅ层发电机Ｓｑ电流系和赤道区晨昏侧Ｆ层电流共同作用的地磁效应进行了定性分析和定量估计，并解释了静日地磁Ｙ分量日变化形态在冬、夏季近于反相的现象．所用物理机制能同样说明ＮｍａｘＦ２赤道异常驼峰每日出现、消失时间的季变化．     

地面Sq磁场和场向电流的补充研究

地面Ｓｑ磁场的分析在一定程度上揭示场向电流的存在，在赤道电射流区和低纬地区，某些日子的Ｙ分量或Ｄ分量Ｓｑ变化可明显地显示午间场向电流的存在，１９９０年１２月１１日Ｂａｃｌｉｅｕ，琼中，河内，Ｃｈａｐａ，通海和成都等台的Ｓｑ（Ｉ）曲线清楚表明由冬季半球流向夏季半球的午间场向电流的影响，此外，本文还用（夏－冬）／２法分析了Ｓｑ（Ｚ）的资料，从中也可观察到午间及清晨场向电流的踪迹。     

分层电离层模型中的L电流体系

本文分析了电离层风发电机理论中影响电流分布的几种主要因素,认为电离层电导率模型是最主要的影响因素。在计算太阴日变化（L）电流体系时,本文放弃了过去习惯采用的无限薄球壳的电导率模型,使用了分层电导率模型。考虑电导率随高度的变化以及电导率极大值的高度随纬度的变化,得到了与观测结果较为符合的理论L电流体系。本文的结果还指出,在处理某些全球性发电机理论问题时,不能简单地假定电离层为距地面等高度的无限薄球壳,而必须同时考虑大气潮汐振荡的特性及电导率随高度的变化。由此得出结论:发展三维电导率模型对于电离层风发电机理论是必要的。     

地磁低点位移与地磁场等效电流体系关系的初步研究

利用地磁内外源场分离的方法,反演得到了1997年11月8日玛尼地震和1998年１月10日张北地震前地下和空间等效电流体系的演化图象,并分析研究了地磁低点位移出现前后等效电流体系变化特征．结果表明,内、外场等效电流体系的变化与地震ldquo;低点位移rdquo;异常现象有着内在的联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一。随着我国地磁台站的加密建设,势必可以得到更为精确的地磁场等效电流体系的演化特征,更有利于地震预测的研究。      

三维重力反演新方法——调和密度成像理论与模型测试

三维重力反演问题具有多解性,通常要施加一些先验信息来约束反演结果,得到最优解,但是通常要获取满足约束条件的先验信息具有一定困难.本文总结了调和密度直接成像理论的基础和发展现状,并给出模型测试结果.研究表明:调和重力反演方法不需要先验信息约束,可以直接计算出三维空间的等效源密度结构,结果可以为三维物性反演提供初始解,也可以通过约束来构建迭代运算得到合理的三维连续密度特征,本文基于该方法提出了一种等效模型置换法的反演思路.     

二维电离层发电机理论模式及其初步应用

在地理坐标系下推导出二维电离层发电机理论方程,采用逐线迭代法求解得到全球二维电离层发电机电流函数,进而得到电离层发电机电流和电场.模式中使用的电导率是根据外部经验模式给出的背景大气和电离层参数,采用理论公式计算得出;输入的中性风场和磁场分别由HWM93和IGRF2000模型给出,该电离层发电机理论模式很好地给出了全球Sq电流形态及电离层E层发电机电场的基本特征.利用该模式研究了外部模式风场以及地磁场随高度的变化对模拟结果的影响,发现在90~180 km高度上,风场随高度变化对电流影响较大,而地磁场影响较小;重点模拟研究了地磁平静时期,Sq电流涡旋中心位置和总电流强度的变化规律,初步研究发现,电流中心位置在地理纬度±30°附近,不同的地方时电流随地磁纬度线平行移动,且南北半球两个电流涡中心电流强度之和变化不大.分析发现这种规律与发电机高度上的磁场总强度及地磁倾角的全球分布有很好的相关性.     

S_q发电机电流的逐日变化和S_q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.     

一种反演不均匀介质大地电磁测深资料的方法

通过反演受近地表不均匀介质影响的大地电磁测深资料的新方法,可获得较准确的一维地电断面参数、不均匀体埋藏深度及其电性特征。本方法计算速度快,单测ρxy,ρyx可独立反演并相互验证结果的准确性     

地球主磁场模型

主磁场建模是一项综合性的研究工作,它涉及主磁场理论、磁场测量、数据同化、模型表达、模型解释以及模型运用等多方面的研究.本文综述了近五十年来德国、丹麦和美英各国研究者提出的数十个地球主磁场模型,回顾了主磁场模型研究方面的进展,概述了模型的描述以及建模的理论基础和方法.     

Broken ergodicity,magnetic helicity,and the MHD dynamo

We consider an unforced, incompressible, turbulent magnetofluid constrained by concentric inner and outer spherical surfaces. We define a model system in which normal components of the velocity, magnetic field, vorticity, and electric current are zero on the boundaries. This choice allows us to find a set of Galerkin expansion functions that are common to both velocity and magnetic field, as well as vorticity and current. The model dynamical system represents magnetohydrodynamic (MHD) turbulence in a spherical domain and is analyzed by the methods similar to those applied to homogeneous MHD turbulence. We find a statistical theory of ideal (i.e. no dissipation) MHD turbulence analogous to that found in the homogeneous case, including the prediction of coherent structure in the form of a large-scale quasistationary magnetic field. This MHD dynamo depends on broken ergodicity, an effect that is enhanced when total magnetic helicity is increased relative to total energy. When dissipation is added and large scales are only weakly damped, quasiequilibrium may occur for long periods of time, so that the ideal theory is still pertinent on a global scale. Over longer periods of time, the selective decay of energy over magnetic helicity further enhances the effects of broken ergodicity. Thus, broken ergodicity is an essential mechanism and relative magnetic helicity is a critical parameter in this model MHD dynamo theory.     

Integral equations in MHD: theory and application

The induction equation of magnetohydrodynamics (MHD) is mathematically equivalent to a system of integral equations for the magnetic field in the bulk of the fluid and for the electric potential at its boundary. We summarize the recent developments concerning the numerical implementation of this scheme and its applications to various forward and inverse problems in dynamo theory and applied MHD.     

大地电磁三维反演方法综述

大地电磁测深（MT）资料的三维正、反演问题,已成为国际地球内部电磁感应领域研究的前沿课题.文中从算法思想方面简要地介绍了当前国内外MT三维反演的几种主要方法,探讨了今后MT三维反演研究的方向.     

设计反应谱标定方法的研究现状与讨论

设计反应谱及其标定方法的研究是工程抗震研究领域的基本问题之一。在现有研究成果的基础上,归纳和总结了设计反应谱及其标定方法的研究历史和现状;评述了研究进程中的若干节点问题;介绍了设计反应谱的标定原理和当前几种有代表性的设计反应谱的标定方法;分析了设计反应谱标定参数的影响因素。在此基础上,对设计反应谱及其标定方法研究中的强震资料积累问题、谱形状问题、标定参数的确定问题以及标定方法等问题进行了讨论并提出了改进和进一步研究的建议。     

三维重磁交互解释及区域与局部异常的分离

探讨了三维重磁交互解释的方法技术，提出构制任意形状三维物体模型的用于计算机的橡皮膜技术．针对通常分离区域与局部异常所存在的问题，提出在异常交互解释过程中同时进行异常分离的方法，并提出相应的算法．最后介绍一个应用实例．     

Three-Dimensional Electromagnetic Modelling and Inversion from Theory to Application

The whole subject of three-dimensional (3-D) electromagnetic (EM) modelling and inversion has experienced a tremendous progress in the last decade. Accordingly there is an increased need for reviewing the recent, and not so recent, achievements in the field. In the first part of this review paper I consider the finite-difference, finite-element and integral equation approaches that are presently applied for the rigorous numerical solution of fully 3-D EM forward problems. I mention the merits and drawbacks of these approaches, and focus on the most essential aspects of numerical implementations, such as preconditioning and solving the resulting systems of linear equations. I refer to some of the most advanced, state-of-the-art, solvers that are today available for such important geophysical applications as induction logging, airborne and controlled-source EM, magnetotellurics, and global induction studies. Then, in the second part of the paper, I review some of the methods that are commonly used to solve 3-D EM inverse problems and analyse current implementations of the methods available. In particular, I also address the important aspects of nonlinear Newton-type optimisation techniques and computation of gradients and sensitivities associated with these problems.