CSES卫星观测的赤道电集流特征

本文利用2018年8月到2019年12月期间我国张衡一号电磁监测试验卫星(CSES)所观测的地磁数据,反演了赤道电集流(EEJ)电流密度的纬度剖面;通过选取的4729个清晰的EEJ事件,分析了在地方时(LT)14:00附近的EEJ特征.研究结果表明：在地磁平静期间,CSES卫星观测的EEJ电流密度的峰值位于磁赤道附近,其平均幅度约为27 mA·m^-1.该幅度小于CHAMP和Swarm卫星的观测结果,这与2018—2019年期间太阳活动水平较低(平均F_10.7指数约为70 sfu)有关,此外也与CSES轨道所处的地方时相关.平均而言,EEJ的主瓣宽度约为4°,主瓣和旁瓣的峰值电流密度之比约为2.7;在本文所关注的事件中,东向EEJ事件约占83%,西向EEJ事件约占17%;这个比例与CHAMP卫星的观测结果稍有不同,与14:00 LT附近西向EEJ出现的概率较低有关.东向EEJ的峰值电流密度对经度、季节和太阳辐射水平有显著的依赖性.EEJ峰值密度随经度变化呈现明显的4波结构,可归因于低层大气非迁移潮汐的作用.EEJ峰值电流密度有明显的季节依赖,其幅度在春秋分较大,冬夏季较小.在2018—2019年期间,尽管太阳活动水平较低,EEJ峰值密度随太阳辐射水平的增加而增加.

     

中国电磁监测试验卫星朗缪尔探针数据反演方法研究

朗缪尔探针是目前国际上广泛应用的一种空间等离子体环境就位探测技术.中国电磁监测试验卫星上搭载的朗缪尔探针,是我国首次将探针技术应用于星载平台.本文基于电磁监测试验卫星朗缪尔探针的观测原理及Irving Langmuir等提出的近似理论公式,针对朗缪尔探针的仪器特点,提出了等离子环境下朗缪尔探针观测数据的简化反演方法,并依据朗缪尔探针鉴定件的等离子体罐试验数据对该方法进行了比较验证.结果表明,该数据反演方法的效果较好,可以作为电磁监测试验卫星朗缪尔探针观测数据反演的基本方法,并为后续数据处理提供技术基础.      

基于张衡一号卫星数据的中国区域岩石圈磁场球冠谐分析

张衡一号卫星于2018年2月成功发射升空, 卫星上搭载有测量地磁场的高精度磁强计, 包括标量和矢量磁力仪.本文基于张衡一号卫星2018年3月—2022年5月的标量磁测数据, 利用球冠谐分析进行中国区域的岩石圈磁场建模工作.首先选取地磁活动平静时期(Kp≤2o)的夜侧数据, 来减少外源场的影响; 然后, 利用CHAOS-7模型计算值去除主磁场和外源场, 得到岩石圈磁异常值, 再利用球冠谐分析进行中国区域的地磁场建模, 得到最大阶数为53.17(对应地表波长为752 km)的球冠谐模型.该模型可以明显揭示出中国及邻区的主要岩石圈磁异常, 包括位于我国塔里木盆地、四川盆地、松辽盆地和境外的贝加尔湖、孟加拉盆地附近的高值磁异常, 以及位于青藏高原南部的东西向低值磁异常.为了对模型结果进行进一步分析, 将其与Swarm-A卫星数据球冠谐建模结果和CHAOS-7球谐模型结果在不同高度上进行了对比, 主要磁异常的分布基本一致, 而且在向下延拓到100 km高度时, 本文的模型也能够提供比较稳定的结果, 但是在幅值和磁异常形态细节上存在一定差异.

     

新一代GRACE重力卫星反演地球重力场的预期精度

基于低低卫卫跟踪模式,本文主要探讨利用动力学法融合精密轨道数据和星间测距或距离变率数据求解地球重力场的基本原理与方法,该方法既可对两颗低低跟踪卫星的初始状态误差进行有效校正,也可充分利用低轨卫星轨道所包含的低频重力场信息.为探讨适合我国国情的低低跟踪模式下的重力卫星指标,本文以不同星载设备精度指标的组合进行模拟计算,模拟结果显示:(1)把GRACE卫星的星间距离变率指标提高一个量级,其余指标保持与GRACE卫星设计指标一致时,可使地球重力场的精度获得同量级的提高;(2)若星间距离变率为1.0×10-8 m·s-1,轨道高度为300 km,加速度计精度为3.0×10-10 m·s-2,轨道精度为0.03 m, 星间距离100 km,与利用GRACE的设计指标反演出的重力场精度相比,可提高约121倍,并建议我国未来低低跟踪重力卫星计划参考此指标.     

新一代GRACE重力卫星反演地球重力场的预期精度

基于低低卫卫跟踪模式,本文主要探讨利用动力学法融合精密轨道数据和星间测距或距离变率数据求解地球重力场的基本原理与方法,该方法既可对两颗低低跟踪卫星的初始状态误差进行有效校正,也可充分利用低轨卫星轨道所包含的低频重力场信息.为探讨适合我国国情的低低跟踪模式下的重力卫星指标,本文以不同星载设备精度指标的组合进行模拟计算,模拟结果显示:(1)把GRACE卫星的星间距离变率指标提高一个量级,其余指标保持与GRACE卫星设计指标一致时,可使地球重力场的精度获得同量级的提高;(2)若星间距离变率为1.0×10^-8 m·s^-1,轨道高度为300 km,加速度计精度为3.0×10^-10 m·s^-2,轨道精度为0.03 m, 星间距离100 km,与利用GRACE的设计指标反演出的重力场精度相比,可提高约121倍,并建议我国未来低低跟踪重力卫星计划参考此指标.     

基于张衡一号卫星波动观测的人工甚低频台站信号特征统计分析

地基人工甚低频(10~30 kHz)台站信号可以穿透电离层, 甚至泄露进地球磁层, 从而导致内辐射带高能电子的沉降.研究人工甚低频台站信号的特征对于研究辐射带电子的损失具有重要的科学意义.基于张衡一号卫星2019—2022年的电场观测数据, 本文对全球10个人工甚低频台站在电离层中的信号特征进行了研究, 统计分析了电离层中人工甚低频台站信号的昼夜差异、季变规律、对地磁活动水平的依赖性, 及其在地磁共轭区的分布特征.结果表明, 人工甚低频台站信号会传播至台站上空电离层及其共轭区, 信号辐射范围及强度与台站的发射功率呈正相关.电离层电子密度对甚低频信号的传播具有重要影响, 在夜侧和当地冬季, 电离层电子密度相对较小时, 泄露进入内磁层的人工甚低频台站信号较强, 而信号强度受地磁活动影响很弱.在台站上空, 信号增强区域以穿刺点为中心呈现近圆形分布, 并存在明显的波模干涉效应, 在共轭半球, 信号增强区域中心相对共轭穿刺点会发生极向漂移(L＜2的台站)或赤道向漂移(L＞2的台站), 但所有台站的电波能量都被限制在1/2赤道电子回旋频率磁壳以内的区域.这些统计观测特征表明, 发射台站位于较低L值(L＜1.4)的人工甚低频台站信号在内磁层中主要以非导管模式传播到共轭半球, 而发射台站位于较高L值(L＞2.6)的人工甚低频台站信号主要以导管模式传播.

     

我国科学数据共享现状的调查与分析

为了解我国科学数据共享现状, 规范科学数据汇交、 共享、 管理, 笔者开展了科学数据共享现状调查。 在基本情况调查的基础上, 对我国科学数据资源现状、 科学数据共享机制、 制约科学数据共享的主要因素进行了初步分析, 指出了在我国实施科学数据共享应强化的基础工作。     

在嫦娥一号探月工程中求定月球重力场

月球重力场制约着近月外空间物体的运动,同时环月飞行器的运动也反映了月球重力场的作用. 本文结合我国嫦娥一号探月工程,探讨了利用月球卫星的地面跟踪资料,求定月球重力场的基本理论和方法,分析了环月卫星的轨道高度、地面跟踪采样时间间隔和跟踪精度等对求定月球重力场的影响. 若单独利用我国嫦娥一号探月工程的地面跟踪数据,恢复30阶次左右的月球重力场模型是一个比较实际的目标. 地面跟踪最好能以75s的时间间隔进行采样,数据连续提供时间应不少于30个昼夜,月球卫星星下点的月面轨迹间距不大于110km.     

地震数据处理中SHK和DBF格式文件互换技术

ＳＨＫ格式数据文件,是《中国地震预报软件系统》（ＳＳＥＰＣ）等经常要用的文件。本文主要叙述将ＳＨＫ文件与数据库ＤＢＦ文件互换过程。从结果上看到换是成功的,数据维护中了程序与数据之间的协调性。     

纸介质地震观测报告的数据输入与初步验证

为了进行科学研究和数据共享,需要把在模拟地震台网时期产出的纸介质观测报告实现电子化,本文简要叙述了数据的录入与初步验证工作情况,介绍了数据验证及格式转换程序的实现和使用。     

地震科学数据共享工程

地震科学数据共享工程是在国家科技基础条件平台统一规划和管理下, 应用现代信息技术, 整合离散的地震科学数据资源, 构建面向全社会的网络化、 智能化的管理与共享服务体系, 实现数据采集、 加工、 保存的标准化、 规范化。 文中分析地震科学数据资源的现状, 介绍了地震科学数据共享工程的概况、 技术思路、 建设目标和实施步骤。     

Artificial neural networks for removal of couplings in airborne transient electromagnetic data

Modern airborne transient electromagnetic surveys typically produce datasets of thousands of line kilometres, requiring careful data processing in order to extract as much and as reliable information as possible. When surveys are flown in populated areas, data processing becomes particularly time consuming since the acquired data are contaminated by couplings to man‐made conductors (power lines, fences, pipes, etc.). Coupled soundings must be removed from the dataset prior to inversion, and this is a process that is difficult to automate. The signature of couplings can be both subtle and difficult to describe in mathematical terms, rendering removal of couplings mostly an expensive manual task for an experienced geophysicist. Here, we try to automate the process of removing couplings by means of an artificial neural network. We train an artificial neural network to recognize coupled soundings in manually processed reference data, and we use this network to identify couplings in other data. The approach provides a significant reduction in the time required for data processing since one can directly apply the network to the raw data. We describe the neural network put to use and present the inputs and normalizations required for maximizing its effectiveness. We further demonstrate and assess the training state and performance of the network before finally comparing inversions based on unprocessed data, manually processed data, and artificial neural network automatically processed data. The results show that a well‐trained network can produce high‐quality processing of airborne transient electromagnetic data, which is either ready for inversion or in need of minimal manual processing. We conclude that the use of artificial neural network scan significantly reduce the processing time and its costs by as much as 50%.     

The need for scientific knowledge, transparency and verification in the promotion of environmental conventions

This paper discusses the link between science and policymaking the need for the greatest degree of transparency in decision-making and verification of effective implementation of international agreement. These are considered to be priorities from a political viewpoint. The discussion is given against the background of the author as an EC Commissioner with special responsibility for Transport, Environment and Nuclear Safety from 1985 to 1989, and the initiator of the EC Freedom of Environmental Information Directive.     

中国地震科学实验场地震时空演变规律研究

通过分析某一区域地震事件的时空演化过程可以了解该区域地震的演化特征,为评估该地区地震的危险性提供依据。基于中国地震科学实验场2000年至2019年3.0级以上的地震事件数据,利用加权平均中心、标准差椭圆和全局空间自相关等空间统计学方法探索该地区地震事件的时空演变规律。结果表明:（1）汶川地震之后该地区地震的发生频次总体呈现出下降趋势,地震的活动性逐渐减弱。（2）地震加权平均中心呈现出"折返"型的移动规律,在东北-西南方向上来回震荡。（3）地震事件的空间分布呈现"东北-西南"格局走向,与映秀-北川断裂带的方向基本一致。（4）该地区地震事件的空间分布模式以聚集模式为主,且正处于上升阶段,但上升速度较为缓慢。     

Nonlinear dynamic analysis of multi-base seismically isolated structures with uplift potential II： verification examples

The work presented in this paper serves as numerical verification of the analytical model developed in the companion paper for nonlinear dynamic analysis of multi-base seismically isolated structures. To this end, two numerical examples have been analyzed using the computational algorithm incorporated into program 3D-BASIS-ME-MB, developed on the basis of the newly-formulated analytical model. The first example concerns a seven-story model structure that was tested on the earthquake simulator at the University at Buffalo and was also used as a verification example for program SAP2000. The second example concerns a two-tower, multi-story structure with a split-level seismic-isolation system. For purposes of verification, key results produced by 3D-BASIS-ME-MB are compared to experimental results, or results obtained from other structural/finite element programs. In both examples, the analyzed structure is excited under conditions of bearing uplift, thus yielding a case of much interest in verifying the capabilities of the developed analysis tool.     

徐州地震台2016年11月—2017年YRY-4分量钻孔应变仪异常核实

2016年11月—2017年,徐州地震台YRY-4分量钻孔应变曲线出现"漏斗"状向下凹陷的压性变化,从场地环境、观测环境、观测系统进行现场核实,并对异常期间的观测数据进行对比分析,排除外界干扰及仪器自身问题,认为此次数据畸变可能反映了地下应力的真实变化,应为地下地质构造发生变化所致。     

地震数据处理系统中交互作业编辑与运行

地震勘探数据处理系统的作业编辑与运行是整个系统中重要的部分,本文针对地震交互作业的编辑及运行,对地震数据处理模块及其参数进行了规范和整理分类,运用Linux下的Qt作为GUI开发工具,把负责整个系统调度的主程序与作业编辑程序分开设计,同时运用了数据库技术和动态连接库的技术对模块及其参数进行管理和调用,实现了作业的交互编辑和运行,还提供了地震数据的显示、编辑以及一些参数的拾取,同时还提供了批处理作业和其他交互处理模块的调用接口.为进一步的处理系统开发提供了参考.     

Regime shifts in the marine environment: the scientific basis and political context

Regime shifts in the marine environment have recently received much attention. To date, however, few large-scale meta-analyses have been carried out due to insufficient data coverage and integration between sustained observational datasets because of diverse methodologies used in data collection, recording and archival. Here we review the available data on regime shifts globally, followed by a review of current and planned policies with relevance to regime shifts.We then focus on the North and Baltic Seas, providing examples of existing efforts for data integration in the MarBEF Network of Excellence. Existing gaps in data coverage are identified, and the added value from meta-analyses of multiple datasets demonstrated using examples from the MarBEF integrated data project LargeNet. We discuss whether these efforts are addressing current policy needs and close with recommendations for future integrated data networks to increase our ability to understand, identify and predict recent and future regime shifts.     

永清井水温仪观测数据异常核实的实例与分析

以永清地震观测井水温仪观测数据出现的异常为例,通过同层水温仪对比观测,断电实验以及注水实验等现场核实的方法,详细分析了水温观测数据的可靠性,提出了流体观测井异常核实工作的一般流程与解决办法,为地震台站观测数据异常的现场核实提供了可靠、有效的方法,并找到产生异常的真正原因。