涡度相关测定中平均周期参数的确定及其影响分析

应用涡度相关技术估算地-气界面的水、热和CO2交换量的研究越来越普遍.为了获得真实可靠的地表通量数据,在实际应用过程中必须根据每个观测点不同的下垫面条件,对观测数据进行相应的订正,并通过对观测数据的分析来确定相关的技术参数.利用禹城、长白山两个观测站的10Hz原始涡度相关数据,以不同的平均周期(从1~720min)对数据进行了重新计算,并将重新计算的结果与30min平均周期的通量值进行了比较,分析选取不同平均周期参数得到的通量值之间的差异.其中重点分析了在禹城小麦地获取的15d连续观测数据.结果表明:(ⅰ)在禹城,当平均周期取值范围在10~60min变化时,相对30min平均周期的通量值改变小于2%;当平均周期作短于10min变化时,通量的计算结果随平均周期的缩短而明显地降低(最大相对误差为?12%);当平均周期作大于120min变化时,通量的计算结果变得不稳定(最大相对误差为±10%以上).(ⅱ)禹城小麦地通量的计算表明,10min平均周期对研究通量日变化比较好,30min平均周期比较适合于通量的长期观测研究.(ⅲ)提出了一种可以确定涡度相关测定中平均周期参数范围的归一化比值方法.通过对农田和森林不同类型下垫面观测数据的对比分析表明:高大的森林下垫面比相对矮小的作物下垫面在一定范围内增加平均周期长度时有增     

固体潮磁带记录的重取样及强地震干扰的消除

本文讨论取样间距为5s的固体潮磁带数据的重取样及消除强地震干扰的方法.所提出的多项式拟合平滑取样方法(PFSS)使读带、平滑、取样同步进行.读带一结束,计算机内存就有了按给定间距的取样结果.由于只对有关点作格式变换和预处理,故可以节省计算时间;由于只存取样结果,故可以节省计算机空间.因此,这种方法适用于小间距而延续时间长的固体潮磁带数据.采用功率谱分析,并对PFSS方法的结果作了检验,证明这种方法具有良好的滤波功能.为了消除强地震干扰所引起的畸变,采用Nakai方法并给出迭代程序,也用谱分析作了检验.校正后的观测数据,其谱分析结果与理论潮结果相似.      

用PC—1500袖珍计算机计算地震仪常数

地震仪常数的计算,长期以来是台站的一项比较繁琐的工作。使用 PC—1500计算机就可使繁杂的常数计算简单化。以我台基式地震仪为例,应用我们自编的程序,以人机对话形式给主机输入二十多个基本常数或测量数据(见下表)打印机就可自动打印出常数计算的全部结果,提高了计算精度,基本上避免了计算中的错误。该程序通过我台83年12月份基式仪常数实测检验,效果比较好。现对该程序的编制和使用作如下说明。     

水质量分布变化对重力观测的影响

利用全球7000多个陆地气象台站观测资料、TOPEX/Poseidon卫星测高资料、多层海水温盐度数据和负荷格林函数,采用数值积分法,计算了陆地水储量及海水质量分布变化引起我国20个测站的重力变化.结果表明,我国一些测站观测的重力受水质量迁移影响超过3μGal,可见在应用重力仪观测资料研究地球动力学时,有必要作水负荷改正.另外,文中还对武汉测站的超导重力仪观测的残差和水负荷的计算结果作了比较,并讨论了不同的地球模型及气象数据对计算测站重力的影响.     

岩石层应力场的起源（三）

我们将计算结果与世界应力图(WSM)总结的地壳应力状态作了比较。WSM数据库主要是针对已经测得的水平主应力方向所作的纲要性总结，其数据主要以地震震源机制解、钻孔崩落数据为基础信息，以水压致裂和套芯钻技术、第四纪断层滑移方向以及第四纪火山口和岩墙群的排列走向等为辅助信息。     

利用GRACE卫星数据研究汶川地震前后重力场的变化

介绍了利用GRACE卫星数据计算和分析重力场变化的方法.以EIGEN-GRACE02S重力场模型为背景,对高斯平滑处理前后中国大陆月重力场的变化作了比较,认为取平均半径为666 km作高斯平滑,能够得到合理的重力变化结果.以3个月时间尺度计算了2008年汶川地震前后中国大陆的重力场变化,将结果与2006年和2007年相同时间尺度的变化结果进行比较,发现三者相符合,并且同震重力的负变化可用地壳膨胀模型理论来解释.     

计算固体潮潮汐参数的非数字滤波调和分析方法

介绍了计算固体潮潮汐参数（潮汐因子和相位滞后）的非数字滤波调和分析方法的原理、计算公式和程序。选用中纬度点两年重力固体潮理论值和兰州水管倾斜仪ＥＷ分量１９８７￣１９９７年期间的观测数据作试验计算,将其计算结果与维尼迪柯夫调和分析方法计算结果进行了对比。结果表明,非数字滤波调和分析方法所得周日频段内主要波群的潮汐参数与维尼迪柯夫调和分析计算结果无明显差异,且非数字滤波调和分析方法还有利于同时值直接研     

利用测井数据实现横波速度的反演及应用效果分析

在地震数据的AVO(Amplitude Versus Offset)反演以及储层预测分析等中都需要横波速度信息,然而目前多数地区横波速度测井资料十分匮乏,在AVO反演中,往往凭经验公式获得,其精度很低.为了获得准确的横波速度信息,我们利用测井资料由最小二乘法实现横波速度的反演,针对华北油区赛83井实际测井数据,利用纵波速度、密度测井数据反演计算了该区的横波速度,并与实测横波速度作了对比,结果发现反演与实测结果取得了较好的一致性;还将该方法反演的横波速度与几种不同反演方法反演结果作了对比,获得较为一致的结果,算例证明了该方法的有效性.在测井资料缺少的情况下,该方法作为AVO反演横波速度的初始速度建模及储层预测分析应该是一种较为实用的方法.     

最大Lyapunov指数计算的几种方法

地震预报以各种时间序列数据为依据，因此如何从大量的时间序列中提取描述地震蕴孕过程的复杂性特征，成为从非线性科学角度探索地震预报的一个重要研究方向。本文讨论了混沌吸子的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数计算问题，并以一个模拟时间序列为例，讨论了如何从实验数据时间序列计算Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的问题，给出了两种实用的计算方法，对数值计算结果作了比较。此方法可用于地震及前兆时间序列复杂性刻划。     

闾阳—海城—东沟深地震测深剖面地壳结构模型的模糊识别

本文选用闾阳—海城—东沟深地震测深剖面耿庄炮点的实测记录资料和其理论走时拟合下的三种地壳结构模型(均匀、一维、二维),通过对实测振幅数据的处理和理论振幅的计算,在定义夹角的基础上,作模糊相似选择,最后对理论振幅值与实测振幅值的相似程度,作了归一化的定量的综合评判,得出结果:二维模型居优,均匀模型其次,一维模型最次。     

闪电VHF辐射源三维定位网络测量精度的实验研究

利用自制的探空球载闪电模拟源对青海大通地区建立的闪电VHF辐射源三维定位网络的精确度进行了实验研究,通过探空闪电模拟源携带的GPS飞行轨迹,对观测网络中心上空附近和网络外辐射源定位的误差进行了估算,并与模型理论计算作比较.对最小二乘拟合优度卡方值作计算检验,估算了拟合公式中的测时误差.结果表明,三维定位网络的几何设置,测量设置和计算方法合理,得到的定位数据和标定结果一致,在一定的误差范围内.定位误差随高度增加,网内辐射源在网络中心上空的水平定位误差范围为10~48 m(rms),整层平均误差21 m(rms).垂直定位误差范围为20~78 m(rms),整层平均误差49 m(rms),对于网络内外辐射源的定位误差分别采用不同的模型计算,其结果和误差标定结果一致.对于网内采用标准差合适,网外采用协方差,且定位误差是径向距离的函数,定位误差随距离增加.模型预测径向距离和高度误差随r2增加,径向距离误差随距离呈抛物线形状,通过协方差计算结果也证实了这一点.分析又指出,对于闪电辐射源,其拟合卡方值??应该小于5,拟合公式中的测时误差?trms在50~66 ns范围内.     

航空重力测量数据的滤波与处理

我国首套航空重力测量系统(CHAGS)于2002年研制成功.本文设计了CHAGS观测数据的滤波处理流程,着重讨论了比力及各项改正的滤波计算方法,提出了'两步滤波法'.基于某航空重力测量实测数据,对测线重力异常的计算精度作了比较和分析,重复测线计算结果表明,CHAGS确定测线重力异常的内符合精度优于±3mGal,相应的波长分辨率为8km;与地面实测数据向上延拓数值比较表明,对于同样的波长分辨率,外部符合精度优于±4mGal.     

GOCE卫星数据确定的全球稳态海面地形和海表地转流

利用GOCE卫星235天的观测数据恢复了200阶次的重力场模型SWJTU-GO01S,结合欧空局提供的最新GOCE重力场模型和CNES-CLS 2011平均海面高模型,计算了全球稳态海面地形和海表地转流,并采用GRACE模型、多源数据同化模型和海洋浮标观测数据对GOCE模型的计算结果进行对比分析.结果表明:由于重力场模型精度和分辨率较高,GOCE计算结果所需的滤波半径小于GRACE结果;GOCE和GRACE模型的计算结果与CNES-CLS09稳态海面地形差异的RMS分别为6 cm和7 cm左右;与海洋浮标实测数据对比发现,GOCE和GRACE的计算结果与实测数据差异明显,但GOCE的计算结果优于GRACE结果,而SWJTU-GO01S与DIR-R4和TIM-R4模型在全球范围内具有较好的一致性.整体而言,GOCE比GRACE数据的计算结果可以反映更小尺度地转流,且计算的精度更高;海洋环流结果和水准数据的对比表明SWJTU-GO01S与DIR-R4和TIM-R4模型的精度符合性较好,三者计算的地转流精度基本相当.     

汶川地震(MS8.0)前的地磁低频峰值变化

以2008年5月12日发生的汶川地震(M_S8.0)为研究对象,选取震前2007年7月—2008年6月成都地磁台的观测数据每月计算一个低频段功率谱峰值,并对2011年7月—2012年6月和2012年7月—2013年6月两个时间段的资料作同样的数据处理。结果表明,成都台2007年7月—2008年6月的低频段功率谱峰值震前出现一些幅度较大的变化,而另外两个时段则显示较为平稳的低频段功率谱峰值。作为对照,对西昌台同时段资料也作相同的处理,其结果显示震前未出现和成都台类似的异常结果。结合其他研究结果,初步认为这种现象可能与汶川地震(M_S8.0)有关联,且这种现象的出现可能与震中距有关,但其发生机理尚需进一步研究。这一结果对于震磁关系的研究具有参考意义。     

航线上重力基准构建的单点延拓方法

本文利用联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法将地面重力观测数据延拓到空中,构建了航线上重力基准,实现了两套航空重力观测数据的质量评价,实验结果表明:(1)单点延拓方法完全可以应用于航空重力观测数据的外部精度检核,效果良好,性价比高;(2)相比仅采用重力位模型或地形数据进行单点延拓计算,联合重力位模型和地形数据的延拓计算对航空重力观测数据的评估结果更加可靠;(3)联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法计算速度快、效率高.本文研究方法,也可适用于新研航空重力仪的标度因数、零偏等参数的在线标定.     

电感应力灵敏度在实测中的研究

应力场的观测是预报地震较直接的途径之一,本实验利用异孔深井抽水的加(减)载作应力观测的人工力源,在大量实测数据基础上进行力学分析,得出电感应力观测在满足规范要求时能测到地应力场的变化,但室内标定的应力灵敏度不等于实测灵敏度。用室内灵敏度计算应力值必有明显误差。本结果对电惑应力观测科学具有重要的实际意义。     

GOCE卫星监测的中国区域重力异常

介绍了利用最新一代重力卫星GOCE(Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)重力场模型数据计算重力异常的原理和方法,采用最新发布的GOCE重力场模型数据(2009年10月-2010年7月)计算了中国区域(70°～130°E,15°～55°N)的重力异常,为了进一步分析重力异常与区域地质构造及地震活动性的对应关系,将计算结果与中国区域地形、地震活动区域等资料进行了对比分析,结果表明利用GOCE重力场模型数据计算的重力异常能够较好的反映区域地质构造分布特征,而且强震震中通常位于重力异常变化剧烈的高梯度带上.     

地震阈值监测技术中的震级校正

地震阈值监测技术能够实现对台网监测能力的实时评估,该方法利用短时平均值(STA)代替A/T来计算震级.为了使STA计算的震级跟传统震级计算结果一致,需要对利用STA计算的震级进行校正.本文通过分析台站检测到的历史事件,选择最优的滤波频带计算log(A/T)与log(STA)之差,得到利用STA计算震级的校正系数.利用新疆地震台网部分台站的数据,分析了阈值监测技术计算的台网监测能力,结果跟实际值基本一致.     

Matlab程序计算反应谱的误差分析

基于反应谱计算的基本原理,对于单自由度弹性体系在水平地震运动xg(t)作用下的动力平衡微分方程,分别使用gradient和diff进行计算,并与使用cumtrapz命令积分计算的精确计算反应谱积分公式和简化的反应谱计算积分公式值进行了比较,xg(t)分别选取了实测的爆炸震动数据和天然地震数据,经过计算发现,对于高频比较显著的爆炸震动波,用上述方法计算出的反应谱在低频部分有小的差别,对反应谱的整体特征影响不大.但对于低频比较显著的天然地震波,用cumtrapz积分计算的积分公式与用diff命令计算的微分方程结果接近,用gradient命令计算的结果误差较大,因此在计算富于低频的震动波的反应谱时,用gradient命令求微分方程是不合适的.     

地球南北半球的非对称性

依据新的计算分析和空间观测数据,进一步论述了地球南北半球的非对称性. 全球热散失量的计算得出,南半球高出北半球33髎;南半球地幔热散失量是北半球的2倍. 比较南北半球S波速度分布,得出南半球的上地幔为低速、高温,北半球的上地幔为高速、低温. 计算地幔各层的质心位置发现,地球的质心偏于北半球. 计算地球经、纬圈长度的年变化率表明,南半球在扩张,北半球在收缩. 用空间大地测量数据的检测结果证实,南半球处于扩张状态,北半球处于压缩状态. 对地球的非对称性作了初步的动力学解释.