气压和温度对南极中山站重力场观测的影响研究

对南极中山站1998-12-26-2000-01-01的气压、温度和重力场潮汐及非潮汐变化观测资料进行了综合对比与相关分析,研究了气压和温度变化对重力场观测的影响.结果表明,在南极中山站,重力场和气压变化存在很强的相关性,气压变化对重力场的影响非常大,且随频率的增加呈减少的趋势气压在长周期、周日、半日和1/3日频段的平均重力导纳值分别为-1.6834,-1.5304,-0.9450,-0.8791μGal/hPa,与中、低纬度地区的同类观测结果之间存在很大的差异,具有明显的"反变气压计"效应.重力场和温度变化的相关性随时间不同存在较大的差异,温度对重力场观测的影响主要反应在长周期频段,温度的平均重力导纳值为0.6296μGal/℃,对重力场高频(包括周日、半日和1/3日潮汐频段)扰动的贡献极小.气压和温度改正后,潮汐各频段的标准偏差有不同程度的下降,周日和半日频段的标准偏差从6.63μGal和1.41μGal分别下降到2.11μGal和1.13μGal,各重力潮波的观测精度都有提高;重力残差的振幅谱在各频段,特别是在长周期频段明显降低.     

南极地区的重力固体潮观测与研究

研究了三台高精度LCR弹簧重力仪 (G5 89,ET2 0和ET2 1 )在南极长城站和中山站的重力潮汐数据 ,在武汉国际重力潮汐基准系统中确定了该地区的重力潮汐参数。研究了海潮负荷问题 ,经海潮改正后的观测结果与理论值间存在较大差异 ,说明海潮模型的不确定性。讨论了气压和温度变化对重力观测的影响。结果表明 ,气压重力导纳值随信号频率增加呈明显的下降趋势 ,可能存在“反变气压计”效应 ,而温度重力的影响主要集中在长周期频段。     

利用潮汐重力资料检测地球自由核章动

地球的自由核章动(free core nutation,简称FCN)是由于旋转椭球地球的固态地幔与液态地核之间的相互作用而产生的一个逆向自由章动本征模,在地固参考系中表现为近周日自由摆动(nearly diurnal free wobble,简称NDFW)(徐建桥等,2001).     

Determination of the Earth＇s free core nutation parameters by using tidal gravity data

The Earth＇s free core nutation （FCN） is a retrograde eigenrnode which is attributed to the interaction between the solid mantle and the liquid core of the rotational elliptical Earth. This mode appears as an eigenmode of nearly diurnal free wobble （NDFW） in a terrestrial reference frame with a period of about one day （XU et al, 2001）. Therefore, the NDFW will lead to an obvious resonance enhancement in the diurnal tidal gravity observations, especially those of the tidal waves with frequencies closed to its eigenfrequency such as P1, K1, ψ1 and Ф1. The FCN resonance parameters can be retrieved accurately by high-precision tidal gravity observations, especially those recorded with the superconducting gravimeters （SG）. The Global Geodynamics Project （GGP） organized by IUGG took it as an important content for determining the FCN resonance parameters by using gravity data. However, the results are affected by many factors such as station location, background noise, the selection of the tide-generating potential tables, ocean tide models, data processing techniques and so on. In our study, the FCN parameters will be retrieved by using the SG observations at Wuhan, and the effects of the choices of various tide-generating potential tables, oceanic models and weight functions on the estimation of the FCN parameters will be discussed in detail,     

利用重力和VLBI技术检测地球液态核的动力学效应

利用最新的武汉地区高精度重力和全球高精度甚长基线干涉（very long baseline interferometry,VLBI）测量技术观测确定了地球液态地核的自由核章动本征参数（包括本征周期和品质因子等）,同时获得了液核顶部的粘滞系数和液核的真实动力学椭率,使用Monte Carlo方法研究了本征周期的不确定度。结果表明,分别利用重力和VLBI确定的地球自由核章动本征周期值为430 sd（sd指恒星日）左右,两者间的差异为1.47 sd,粘滞系数为1 028 Pa·s。讨论了导致两者差异的主要原因,并将结果与国内外同类研究结果作了对比。     

重力场的地球动力学与内部结构应用研究进展

深入认识地球深内部结构和内部动力学问题一直是基础地球科学研究领域的前沿热点,传统方法主要依赖于地震技术。近几十年来,随着新兴的现代重力观测技术革新(尤其是高精度超导重力技术的成功应用),使得检测地球内部动力学现象和物性信息成为可能。本文简述了我国在本领域近年来利用现代高精度重力技术在检测地球自由振荡、自由核章动、内核平动振荡、潮汐模型与极潮和内部结构方面的研究成果进展。     

武汉基准台气压对重力潮汐观测的影响

武汉基准台超导重力仪观测重力残差和台站气压的相关分析结果表明,重力残差信号主要是由气压变化引起的。本文在频率和时间域内分别测定了大气重力导纳值,结果说明在时域内的导纳值为－０．３０７μＧａｌ／（１Ｇａｌ＝１ｃｍ／ｓ＾２）,而在频域内的大气重力导纳值变化范围在０．３￣０．５μＧａｌ／ｈＰａ之间,这一结果与理论模拟计算相符。对实测资料作气压改正的结果表明气压改正效果非常显著,各频段内的观测残差振幅均有     

武汉基准台重力合成潮信号确定

合成潮是一种半理论和半实测的潮汐信号,综合采用武汉国际重力潮汐基准值,非弹性地球潮汐理论模型,地球近周日摆地周日重力潮汐观测的共振影响以及全球和局部海洋潮汐的负荷效应,精密确定了武汉基准台的重务合成潮信号,与同一段时间内超导重力仪的实测潮汐信号的均方差为０．２２５＊１０＾－８ｍ／ｓ＾２。     

利用超导重力仪观测资料检测地球近周日共振

简要介绍了地球近周日摆动（ＮＤＦＷ）及其在周日重力潮汐中共振的理论背景,利用武汉和Ｂｒｕｓｓｅｌｓ两台站超导重力仪的潮汐观测结果,采用造积方法（Ｓｔａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄ）检测ＮＤＦＷ,根据ＮＤＦＷ在４个周日潮波的共振,得到近周日摆动的本征频率和品质因子．考虑ＮＤＦＷ,可精化地球模型,更客观的理解和分析固体潮观测值和其它一些地球物理现象．     

基于集合经验模态分解法的重力极潮提取与研究

重力极潮,即极移引起的重力变化,是地球由于惯性离心力变化导致地球形变的综合反映,其观测和研究有助于了解地球在长周期频段的响应,约束地球形变、地球内部构造和物理参数.区别于以往研究,本文采用了集合经验模态分解方法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）从全球5个超导重力仪台站连续重力观测资料中提取重力极潮、消除仪器漂移及极潮频段以外的大部分噪声信号,该方法所用的基函数是基于自身信号获得的;在此基础上,利用最小二乘匹配法分离极潮中的周年项和Chandler项,估算Chandler周期的极潮潮汐因子.结果表明,基于EEMD得到的极潮潮汐因子与前人基于其他消除仪器漂移方法（数学模型或小波分析）得到的结果相符合,精度相当,但由于这种方法是自适应的,因此本文结果更能反映实际物理过程.