Stokes公式远区截断误差影响分析

基于空域截断理论,研究推导了空域截断逼近模式下的Stokes公式远区截断误差表达式.利用EGM2008重力场模型,量化分析了远区截断误差、移去参考场阶数以及积分半径三者间的关系,为积分半径和移去阶数的最优选取提供了参考.     

重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算

为提高利用重力异常计算重力异常垂直梯度中央区效应的精度,视中央区为矩形域,将重力异常表示成双三次多项式插值形式,引入非奇异变换,推导出了重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算公式。以低纬度区域分辨率为2＇×2＇的重力异常数据为背景场进行了仿真分析,结果表明在解算计算点所在的1个网格的中央区效应时,传统公式与本文导出公式计算结果差值的最大值达数E。该导出公式可为重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算提供理论依据。     

垂线偏差反演重力异常中央区效应计算模型

为提高卫星测高反演重力场中央区效应的计算精度,以逆Vening-Meinesz公式为例,推导了包含4个网格的矩形中央区效应计算模型;基于"非奇异变换"思想,推导了中央区垂线偏差展开为泰勒级数式和二次多项式的非奇异变换法计算模型一和模型二。结果表明:矩形中央区积分法得到了与非奇异变换法模型一完全相同的中央区效应计算模型。设计了基于EGM2008模型数据的仿真计算,计算结果表明:该公式计算的重力异常中央区效应与将中央区视为圆域的传统方法算得的结果差值最大能够达到数个毫伽;与形式更为复杂的非奇异变换法算得的结果基本一致,说明在中央区效应计算中,使用矩形域中央区模型更为合理。     

虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓的适用性问题

为了求解不规则边界面的大地测量边值问题,我国学者提出了虚拟压缩恢复法,并尝试将其应用于航空重力测量数据的向下延拓解算。在对虚拟压缩恢复法进行模型化分析基础上,从理论上证明了在求解地球内部Bjerhammar球上的虚拟重力异常时,虚拟压缩恢复法与基于逆Poisson积分的逐步迭代解是完全等价的,利用数值计算验证了两种解算结果的一致性,同时通过数值仿真计算,分析探讨了数据观测噪声对虚拟压缩恢复法解算结果的影响。检验结果表明,虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓计算,一方面可能增加边缘效应的影响,另一方面同样存在数据误差累积放大问题,因此其适用性有待做进一步的研究。     

南极大陆及周边海域地形和均衡重力效应的计算

使用BEDMAP2关于南极大陆及周围海域和JGP95E关于全球表面高程、冰厚和冰下及水深地形数据,采用球坐标系下的扇形球壳块重力效应公式,在极方位投影直角坐标网格节点上计算了南极大陆及周围海域的近区及远区的地形和艾黎均衡重力效应。南极大陆冰盖带来可观的正重力效应,南大洋负重力效应又影响到了南极内陆,全球地形/均衡重力效应与局部地形高低有关联性,而低负值区主要分布在环南极的陆坡。获得的约1n mile间距的地形和艾黎均衡重力效应网格数据可用于南极大陆及周边海域的重力改正,提供准确、一致的布格重力异常和艾黎均衡重力异常。     

利用多代卫星测高数据计算中国近海及邻域重力异常

为提高海洋重力场数据的精度和空间分辨率,联合Jason-1/2、T/P、Envisat、ERS-1/2、Geosat等多代卫星测高数据计算中国近海及邻域(0°~42°N,100°~140°E)2′×2′重力异常。对卫星测高数据分别进行共线处理和自交叉点平差,并以T/P卫星测高数据为基准进行多星数据联合平差,有效削弱了卫星测高数据的时变影响和不协调性;利用逆Vening-Meinesz公式计算重力异常,与船测重力相比,均方根误差为5.4 mgal。结果表明,通过引入高精度的卫星测高数据,结合多项平差处理手段,提高了海洋重力异常的计算精度。     

基于模糊决策理论的重力辅助导航区域选择方法

针对传统重力辅助导航区域选择方法仅利用单一评价指标所导致的评价结果不全面这一缺陷,提出一种基于模糊决策的多指标综合选取方法。首先,应用该方法计算目标区域重力异常的标准差、粗糙度、相关系数、重力信息熵和重力坡度等表征重力特征的统计参量;然后,利用模糊决策理论方法求解出指标的隶属度矩阵和权阵,得到区域总的评价指数;最后,依据总评价指数进行匹配区选择。仿真结果表明,本方法具有较好的可靠性,评价指数高的区域,其匹配效果更好。     

三大洋中脊的重力异常及构造意义

本文根据中国第三次南极考察暨首次环球重力调查实测的重力资料,对太平洋、大西洋和印度洋三大洋中脊的重力异常特征及构造意义进行了较深入的研究和探讨。结果表明,构造活动强烈的世界三大洋中脊系,其活动的强大外力来源为地幔的热动力。其地壳虽新,但活动历史却很久远,且已达到热动力平衡状态。洋中脊处的低幅度、短波长变化的空间异常,不能一般近似地视为均衡异常,更不能由此断定洋中脊已处于均衡状态。在洋中脊之下,海底、莫氏面及软流层界面均发生了不同程度的拍升,是影响重力异常的主要原因。     

一种污水排海的近远区计算与控制方法──以大亚湾水容量计算及污水排海为例

针对点容量计算中混合区限制的要求，采用了动量积分法、经验公式法和有限差分法，分别对污水排放后可能引起的近区、过渡区和远区的污水浓度变化进行了模拟预测，并就一定的限制性条件对容量点近区、高浓度混合区及容量点远区影响范围进行了分析。在大亚湾水容量计算及污水排海规划中的应用表明，该法具有计算机时较省、精度相对较高等优点。     

Surfer 8.0在重力异常数据格网化中的应用

介绍了利用Surfer8．0软件进行重力异常数据格网化的方法,并结合重力场数据的特点,编制了相应的数据格式转换程序,直接利用Surfer8．0软件中几种数据插值方法,对陆地、山区、海洋等不同地形数据进行格网化处理,并对结果进行交叉验证和对比分析,结果表明利用Surfer8．0软件进行重力异常数据格网化的方法是切实可行的。     

我国陆海新一代平均重力异常基本分辨率等问题的研究

研究了建立我国陆海新一代平均重力异常数字模型的两个问题：一是基本分辨率的确定问题;二是拟合推估中已知重力点的选取问题。经过在全国范围内的计算,表明本文中的结论是正确的。     

印度洋波浪诱导的水体输运效应及其对赤道SST异常的影响

波浪诱导的水体输运会对海洋产生大尺度影响。结合波浪大尺度效应的研究现状和印度洋涌浪分布的事实,利用ECMWF-CERA20的波浪、海表面温度(SST)及风场数据,采用多种统计分析方法,研究了波浪输运与赤道印度洋SST的潜在关系。结果显示:中高纬度波浪输运异常的低频信号在空间、周期上与赤道SST异常均有高度相似性;Stokes漂流纬向、经向异常呈现出南—北、东—西的振荡,其第二模态时间序列与印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)指数存在强相关性并在La Ni a次年的负IOD事件中达到最高:相关系数在ACC区域纬向异常超前6个月时接近0.6,中纬度区域经向异常在超前3个月时达到0.7。在La Ni a次年的负IOD中,波浪经向输运异常的相位(超前三个月)与赤道SST异常相位呈全年反相位,经向浪致输运异常造成的东—西热量输运差异对赤道SST异常分布有不可忽略的贡献。     

An Interpretation of the Seafloor Spreading History of the West Enderby Basin between Initial Breakup of Gondwana and Anomaly C34

The seafloor spreading evolution in the Southern Indian Ocean is key to understanding the initial breakup of Gondwana. We summarize the structural lineaments deduced from the GEOSAT 10 Hz sampled raw altimetry data as well as satellite derived gravity anomaly map and the magnetic anomaly lineation trends from vector magnetic anomalies in the West Enderby Basin, the Southern Indian Ocean. The gravity anomaly maps by both Sandwell and Smith 1997, J. Geophys. Res. 102, 10039–10054 and 10 Hz raw altimeter data show almost the same general trends. However, curved structural trends, which turn from NNW–SSE in the south to NNE–SSW in the north, are detected only from gravity anomaly maps by 10 Hz raw altimeter data just to the east of Gunnerus Ridge. NNE–SSW structural trends and magnetic anomaly lineation trends that are perpendicular to them are observed between the Gunnerus Ridge and the Conrad Rise. To the west of Gunnerus Ridge, structural elements trend NNE–SSW and magnetic polarity changes are normal to them. In contrast, almost NNW–SSE structural trends and ENE–WSW magnetic polarity reversal strikes are dominant to the east of Gunnerus Ridge. Curved structural trends, which turn from WNW–ESE direction in the south to NNE–SSW direction in the west, and magnetic polarity reversal strikes that are almost perpendicular to them are observed just south of Conrad Rise. The magnetic polarity reversals may be parts of the Mesozoic magnetic anomaly sequence that formed along side of the structural lineaments before the long Cretaceous normal polarity superchron. Curved structural trends, detected only from gravity anomaly maps by 10 Hz raw altimeter data, most likely indicate slight changes in spreading direction from an initial NNW–SSE direction to NNE–SSW. Our results also suggest that these curved structural trends are fracture zones that formed during initial breakup of Gondwana.     

航空重力数据谐波小波滤波中卷积运算的处理

数据的滤波提取是航空重力测量数据处理的一个重要环节。谐波小波滤波器在频域具有良好的盒形谱特征,可以较好地实现信号的滤波。但谐波小波滤波器是一个连续函数,航空重力测量采集的信号是离散的,无法直接进行卷积运算。讨论了谐波小波用于航空重力数据滤波处理时的卷积运算处理方法,给出了谐波小波频域卷积的算法实现过程和仿真算例。     

北黄海海域的重磁场特征及其地质意义

北黄海是我国近海勘探程度最低的海区,到目前为止只进行了地球物理调查工作,没有进行钻探。根据最新的重磁数据,详细地分析了北黄海海域的重磁场特征、构造特征、基底岩相构造和岩浆岩分布。通过重磁数据处理解释推测认为:两条NW向的次级隆起将海洋岛隆起与刘公岛隆起连接起来,同时将北黄海盆地分成3部分;研究区内断裂非常发育,即有切割较深的深大断裂,又有一般的基底断裂,还存在许多较小的断裂;基底为太古界—元古界变质岩;区内岩浆岩分布广泛,以燕山期中酸性侵入岩为主。     

利用GRACE时变重力场监测中国及周边地区的水储量变化

利用GRACE时变重力场反演了2005年1～11月的中国及周边地区的水储量月变化,并对结果进行了分析。研究表明,利用GRACE时变重力场可以很好的对水储量进行监测,其监测能力足以揭示几个厘米的等效水高,为全球水循环及其气候变化提供了可靠的资料。     

Gravity Anomaly and Tectonics in the Northern Part of the North Fiji Basin - Preliminary Result of the 1994 NOFI Cruise under the NEW STARMER Programme

A surface ship gravity survey was carried out in the northern part of the North Fiji Basin during the NOFI cruise by the R/V l'Atalante in August-September, 1994. The two ridges inside the study area, the South Pandora Ridge and the Tripartite Ridge, present different structures and states of isostatic equilibrium in terms of gravity anomaly and its tectonic implications. The former is supported by a restoring force of an imaginary elastic plate in the crust and the latter by the Airy type isostasy. These characteristics can be derived from the difference in magmatic activity, as influenced by the difference in lithospheric structure. The latter is characterised by greater active magmatism and hydrothermalism underneath the ridge than the former. Such a difference in the magmatic activity and the horizontal scale of the shallow subsurface structure is derived from the difference in the stiffness or viscosity of the lithosphere beneath the two ridges.