基于IGS的白天和夜间电离层TEC变化特性分析

利用1999~2009年的IGS电离层电子浓度总含量(TEC)数据,分析全球TEC白天值Idc和夜间值Inc的半年变化、季节变化特性,并研究二者跟太阳、地磁活动的关系。结果表明,Idc最大值出现在春秋分季节是一个非常普遍的现象。除了北半球近极地地区和南半球的南美洲地区外,Idc的半年变化特性都很明显;Inc只在低纬度地区具有半年变化特性,并且Idc和Inc半年变化特性随太阳活动变化而变化,在太阳活动高年,全球85%以上地区Idc最大值出现在春秋分季节;Idc和Inc的季节变化特性随经纬度变化,并且在太阳活动高年季节变化明显;在一个太阳活动周期上Idc、Inc与太阳活动P指数日均值的相关性较强,相关系数达到0.9,但与地磁活动Dst、Kp、Ap指数日均值的相关性较弱,相关系数小于0.4。本文进一步展示了太阳天顶角控制的电离层光化学产生率对电离层TEC整体变化特征起主要作用。     

日地关系与地球磁场及有关地质变动的讨论

太阳风的质量外流率不是固定不变的，目前太阳风的质量外流率是１０－１４Ｍθ／ａ（Ｍθ为太阳现在的质量），在１０４ａ的幼年时期，太阳风的质量外流率为１０－５～１０－６Ｍθ／ａ。因此在天文演化阶段，地球与太阳的距离比现在更近，受太阳风的作用更为强烈。对作差异旋转的地球内核而言，地质时期的太阳辐射量变化可以影响核幔角动量交换、电磁耦合和内核振动，控制核幔边界的能量交换过程，造成超级热幔柱的形成与喷发。这是天文周期与地质旋回一一对应的原因。对地球内核差异旋转的原因进行了讨论，认为它是重力分异和液核对流的结果     

地球的运行轨道与气候

地球的气候变化与地球轨道的变化有关。科学家经过对各种现象的研究后提出，由于地球的运行轨道发生变化，进而影响到地球的太阳辐射，这样就使地球的大气层发生了变化。这种观点与冰期变化因一方面是由于地球的运行轨道以及地轴的位置改变所致，另外地球椭率的变化，即地球旋转所造成的自身变化也是促成冰期变化的因素之一。     

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变弱是沙漠化的主要原因 ,人类活动则加速了沙漠化的进程     

电离层高阶项延迟对多系统PPP的影响

计算位于不同纬度的3个MGEX测站在不同太阳活动及地磁场活动情况下GPS、GLONASS、Beidou和Galileo卫星导航定位系统的电离层高阶项(HOI)延迟，分析高阶项延迟对多系统PPP结果的影响，总结不同太阳活动和地磁活动对PPP的影响。结果表明，电离层延迟随纬度的增加而减小；太阳活动是影响电离层高阶项延迟的主要因素，在太阳活动指数较低时，二阶项延迟不超过2 cm，三阶项延迟约为1 mm；当太阳指数较高时，二阶项延迟超过2.5 cm，三阶项延迟可达到5 mm；当磁暴发生时，高阶项延迟会存在一定程度的增长。将电离层高阶项延迟改正后，太阳活动指数较低时点位精度提升效果明显。     

地核能量的积累与释放

地核不仅具有巨量热能，而且有巨量旋转能，这是地球能量释放的内因；天文因素使地核产生周期性的南北振荡，是地球能量间歇性释放的外因。地质旋回与天文周期直接相关，可以根据天文周期预测未来的地质变化     

潮汐发电

海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到高潮;过后一些时间,上涨的海水又自行退去,出现低潮。如此循环重复,永不停息,海水的这种运动现象就是潮汐。潮汐现象是海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动,由于月亮离地球较近,月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转,这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1 m的深海波浪形式由东向西传播。     

西安台长水管趋势性变化的探讨

本文利用周期分析法分析了西安台长水管历年观测资料,给出了引起趋势性变化的卓越周期,并就产生此类周期性变化的物理因素作了探讨,认为西安台长水管观测资料多年来出现的趋势性变化主要是由降雨、气温、气压、洞室温度、地温等气象因素的变化所致。     

地球自转、断层形变与地震活动关系研究

对地球自转、断层形变和地震活动三者各自的活动性规律进行了比较,对三者之间的相关性进行了分析,得出了几点新的认识：1）地球自转速度变化与地壳形变相关,近30年来存在准10年周期的变化,但相关成分在总的形变信息中比重很小,呈弱相关;2）地球自转速度变慢、日长变长、华北地震活跃,据此认为目前华北处于非强震活动期;3）强震中短期前兆在形变资料中有较好的显示,但在地球自转资料中不会出现特定地震的中短期前兆异常;4）地球自转速度变化与地壳形变可能是同源关系,而不是从属关系,有互补性;5）华北最近的两个地震活动高潮期与地球自转变化的10年以上周期相关,认为地震活动与地球自转变化有关系,但不同区域会有不同的对应关系。同样是地球自转速度变慢,因不同区域地壳与地幔的耦合关系不一样,速度变化对不同区域地壳活动的影响也不同。     

Prophet-Elman残差改正电离层TEC短期预报模型

针对电离层TEC非线性、非平稳的特点,建立一种基于Prophet与Elman神经网络相结合的残差改正电离层短期预报模型。利用该模型对IGS提供的不同太阳活动程度期间的电离层TEC时间序列进行建模预报。结果显示,改正模型能够反映电离层TEC的变化特征,在太阳活动低年和太阳活动高年预报的平均相对精度分别为92.9%和92.2%,均方根误差分别为0.94 TECu和1.77 TECu,精度较Prophet-Elman模型及单一Elman模型有显著提高。     

BDS卫星差分码偏差稳定性分析及其短期预报

利用MGEX(multi-GNSS experiment)发布的BDS卫星差分码偏差(differential code bias, DCB)产品，比较分析不同太阳活动水平下BDS卫星DCB产品的稳定性变化特性，并采用差分自回归移动平均(auto-regressive integrated moving average, ARIMA)时间序列预测模型，实现不同太阳活动水平下BDS卫星DCB的短期预报。结果表明，在太阳活动高年，BDS卫星DCB日解值稳定度、月稳定性均明显低于太阳活动低年，且不同卫星星座类型的BDS卫星DCB稳定性也存在差异；ARIMA时间序列预报结果与MGEX发布值符合程度较好，优于多项式拟合法预测结果。     

日本气象信息的传递方式

广播和电视每天都在播放天气预报,人们可以从中获得天气信息。电视上的天气预报主要是把气象卫星“向日葵”的云照片随高低气压时间的变化进行图象化,掌握了即可自行预报。我们每天得到的气象信息,从收集数据开始到天气预报为止,全靠电子设备系统工作。 根据搜集气象数据的形式来看,气象信息来源有:“向日葵”在工作范围内摄取的云照片。信息传递方式是把传感器记录下来的静止图象一次送到地球上,经过计算机处理后发射给“向日葵”,它作为气象专用通信卫星再向地球发射信息。 此外,气象台和观测船用升在空中的无线电探空仪和无线电遥测仪搜集高空气象信息,     

上苍的恩赐——广西北回归线资源优势

北回归线是地球上一条位置周期变化的地理纬线，位于赤道以北，是夏至太阳直射的纬圈，也是太阳直射点在北半球所能到达的最大纬度。北回归线经过16个国家和地区，沿途大部分是沙漠、草原和大海，只有在穿越中国的四省、区(台湾、广东、广西、云南)属亚热带季风气候区，就象四颗璀璨的明珠镶嵌在北回归线上。这里气候宜人，风光旖旎，物产丰富，四季葱绿，到处是一派生机盎然的田园风光，被誉为北回归线沙漠带上的“绿洲”。在这条线两边还保存着大量具有重大历史价值、艺术价值和科学价值的旅游胜地、地质景观和人文景观，如台湾的日月潭、…     

鄂西和尚洞石笋500年生长周期及其对区域水文变化的响应

洞穴石笋是目前高分辨率古气候研究的重要载体,拥有丰富的物理、化学及微生物类古气候重建指标。其中,与环境关系密切的石笋生长速率因具有数据采集简便、快捷、经济等优点而应用广泛,但由于影响因素复杂,其气候指示意义仍存在较大的不确定性。本研究利用前人高分辨率年代数据建立了鄂西和尚洞HS4石笋8.8 ka BP以来的生长速率序列,发现,该石笋在8.8~5.0 ka BP之间生长速率低于整根石笋的生长速率,其平均值仅为236 μm/a,而5.0 ka BP以来生长速率较之前增加1.5倍,平均达到334 μm/a。我们发现,从表象上,石笋生长速率在千年尺度上的变化趋势与指标重建的区域夏季风强度呈负相关关系,但与厄尔尼诺事件的发生频率呈正相关关系。频谱分析显示该石笋的生长速率变化呈500年周期特征,与太阳活动周期及其与厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)活动共同影响下的区域强降水事件发生周期一致,且在部分时段两者呈同相位变化,即强降水频繁时期该石笋的生长速率更快。结合区域温度、水文特征、季风强度以及古El Ni?o事件发生频率记录,本研究认为HS4石笋的生长速率主要响应太阳活动及ENSO活动控制下当地有效降水量的变化,即降雨量大(小)则生长速率高(低)。      

中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空特性分析

考虑到当前已有的ZTD、ZWD垂直剖面模型时空分辨率低等不足,以NASA提供的2014~2016年气象再分析资料MERRA-2为基础,分析中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空分布特性。结果表明,ZTD、ZWD高程缩放因子均具有明显的年周期和半年周期变化,与经度、纬度相关性显著,且两者时空分布特性具有明显差异。     

“伽利略”号太空探测器传回的地球图片详细清晰显示各大州地理气象状况

美国“伽利略”号太空探测器1990年12月在地球上空拍摄的地球气候全貌的图片,最近由美国有机机构公布于众。图片清晰显示了各大洲及陆地地质、地貌和气象有详细状况,是人类来自太空的有关地球地理状况最为细致的图片。     

月亮和太阳的潮汐位产生的地球形变位

采用径向成层的地球模型计算由月亮和太阳的潮汐位所产生的地球形变位。分析的基本出发点是牛顿万有引力位是由随时间变化的质量密度增量产生的;由质量守恒定律,质量密度增量来自未挠动的质量密度的散度和位移矢量场。对质量密度的径向成层模型,采用Dziewonski和Anderson的PREN地球模型(1981);对勒夫(Love)和志田(Shida)数,采用Varga和Denis的模型(1988);对月亮和太阳的潮汐位分别取至3和2阶。计算了地球的形变位。所得结果比用勒夫假定(即δW=K_L(γ)V_(?))计算的结果,相差20％。本文给出了详细的数字结果和讨论。     

温柔又暴烈的钱塘江潮

钱塘江因曲折如“之”字,故又名“之江”,“之”与“浙”相通,故浙江省省名也由此而来,钱塘江入海口有着天下奇观———钱塘潮。钱塘江潮是一种潮汐现象。潮汐是海水周期性的有规律涨落运动,它是由月亮和太阳对地球表面海水的吸引力造成的。月亮离地球近,太阳离地球远,故月亮的     

构造形变、气象灾害与地球轨道的关系

黄赤交角和月亮赤纬角决定了地球应力场的主应力方向 ,据此研究了构造形变与气象灾害的关系。地球化学给出臭氧减少的原因 ,而地球物理则提供了臭氧的分布规律。臭氧洞是两种机制综合作用的结果。研究表明 ,能量交换和引潮力造成地球各圈层差异旋转 ,是臭氧洞和厄尔尼诺等气象灾害产生的根本原因。     

基于小波分析的滇东北?坪铅锌矿充水水源识别

依据矿区长期地下水动态资料,运用小波分析技术进行地下水λ时间序列多时间尺度分析,提取序列中 包含的主周期信息,进而辨识矿区的主要充水水源.研究结果显示:地下水λ动态时间序列中所包含的周期或者 准周期非常宽泛,展现出了多谱的复杂结果,主要周期从小到大分别对应地球固体潮效应、潮汐作用以及降雨为 驱动力的地下水循环过程.小尺度的周期变化反映了地下水系统的开放程度;大尺度的周期变化是地下水系统 对高能量、长时间尺度降雨输入的响应.研究结果证实了矿区河东石炭系与泥盆系岩溶裂隙水为矿区的直接充 水水源,北部二叠系岩溶裂隙水与河西泥盆系岩溶裂隙水为矿区的间接充水水源.