不同高度数据联合欧拉反褶积法研究

基于不同测量高度重力场及其梯度数据可同时对应同一场源并用于反演场源位置的分析原理,拓展不同高度场数据在欧拉反褶积法中的应用范围.首先,立足于对欧拉反褶积方法的理论研究基础,提出不同高度数据融合联合欧拉反演公式.其次,在理论模型上对多种高度数据联合反演做了测试分析计算,验证了不同高度场数据融合联合欧拉反褶积法能够改善位场解释中单一观测面数据计算带来的解的发散问题,收敛过程由此改善.最后,将本文方法应用于龙门山地区实际重力数据的解释,获得了研究区断裂分布特征.

     

欧拉反褶积中构造指数的计算与优化选取

构造指数是欧拉反演中最重要的参数,以往选取构造指数往往根据地质先验信息和人工经验试探选取,这样往往不能快速,准确地确定反演构造指数,从而影响反演效果,甚至反演失败.本文提出利用异常值自动估算构造指数,这样避免了经验选取构造指数产生的不确定因素的干扰,可以快速方便地选出较合理的构造指数,提高反演效率.模型实验显示了该方法良好的反演效果,证明了文中提出的方法的可行性.     

基于垂向一阶导数与解析信号比值的欧拉反演方法

常规欧拉反褶积法中构造指数的选取以及分散解存在较多的问题,提出了基于联立垂向一阶导数与解析信号的欧拉齐次方程的RDAS-Euler反演方法。该方法可以更为精确的估计场源的范围及埋深,且不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差。通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明本文方法能有效地完成目标体的反演工作,反演结果与理论值之间的误差小于10%,且相对于常规欧拉反褶积法更加稳定准确,能够更好的得到地质体边界及深度信息。将RDAS-Euler法应用于黑龙江省虎林盆地实测布格重力异常数据,获得了丰富的断裂信息,说明RDASEuler法增强了对断裂平面位置的识别能力。     

基于垂向一阶导数与解析信号比值的欧拉反演方法(英文)

常规欧拉反褶积法中构造指数的选取以及分散解存在较多的问题,提出了基于联立垂向一阶导数与解析信号的欧拉齐次方程的RDAS-Euler反演方法。该方法可以更为精确的估计场源的范围及埋深,且不需考虑构造指数N的影响,避免了因构造指数不当而引起的反演误差。通过对单一地质体及组合地质体模型的实验证明本文方法能有效地完成目标体的反演工作,反演结果与理论值之间的误差小于10%,且相对于常规欧拉反褶积法更加稳定准确,能够更好的得到地质体边界及深度信息。将RDAS-Euler法应用于黑龙江省虎林盆地实测布格重力异常数据,获得了丰富的断裂信息,说明RDASEuler法增强了对断裂平面位置的识别能力。     

基于欧拉反褶积方法计算川滇交界重力变化场源特征

本文以川滇地区2012-2014年来的多期流动重力观测网络数据为基础,采用欧拉反褶积方法对引起重力变化的场源深度和空间分布规律进行了反演和解释.本文通过构建理论模型。得到了最优的反演参数,并对实际数据进行了计算和分析.结果表明:选择构造指数(SI)为1时适合对流动重力数据进行反演.实际资料的反演结果显示在2012-2014年间的重力变化场源位置更集中于垂直于昭通断裂的北西向分布,场源深度分布在30±10 km范围,形态与鲁甸地震发震构造位置相似.这可能与2014年8月3日鲁甸M_S 6.5地震前的中上地壳的深部应力场变化相关.依据本文研究结果和方法,可以开展由场至源的定量研究,为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路.     

基于欧拉反褶积方法估算华北地区重力变化的等效源参数

利用华北地区2009—2014年绝对重力与相对重力多期重复观测资料, 得到不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像。 采用欧拉反褶积方法, 通过对理论模型试算, 获得最优反演参数, 对引起华北地区重力场变化的场源深度和空间分布规律进行了反演计算和分析。 结果表明: 当构造指数为1时, 适合对流动重力场变化数据进行反演。 实际资料的反演结果在2009—2014年间的场源位置集中于河套断裂带。 本文研究方法可以用于重力场反演和以场求源的定量研究。 本工作为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路, 也为构建地震重力预报指标体系提供了定量依据。     

求解模型对欧拉矢量的影响

利用GNSS水平运动场求解欧拉矢量时,待估参数的个数会对欧拉矢量结果产生影响,针对该问题本文分别从理论推导和具体算例角度进行了分析.首先从理论上推导出不同的求解模型得到的欧拉矢量的差异;然后以2004 ～2007年中国大陆GNSS水平运动场为基础,选用两种常用的求解模型(块体整体旋转模型和块体的整体旋转与均匀应变模型),讨论了求解模型对欧拉矢量及后续研究的影响.结果表明,两种模型下块体整体旋转的差异最大可达2.60mm·a-1,是不能忽略的.因此认为选用不同的块体运动模型会得到不同的地壳水平运动图像,在地壳水平运动分析中对此需加以重视.     

基于欧拉反褶积方法的航磁三分量应用研究

在中国北部某地区首次开展了航磁三分量矢量飞行测量.本次测量是国内第一次直接测量航磁异常三分量Z_a、H_ax、H_ay数据,即文中提到的垂直分量V、北分量N、东分量E.由于三分量磁测数据具有矢量空间性,因而凭借其全空间矢量,在反演过程中可以更直接地发挥指向性作用.更为丰富的测量资料参与反演,所得到的最终结果为构造解释提供了更有力的约束,从而有助于减少地质解释过程中的多解性,提升解释结果的可靠性.本文以模型试验为切入点,首先进行三个分量各自的欧拉反褶积处理模型试验,以模型试验结果总结了不同的分量经反演后各自对理论模型边界刻画的特点.而后依据以上特点,将三个分量各自的反演结果进行叠加.与总场的反演结果相比,三个分量反演的叠加结果改善了模型体边界的识别效果,获得了更为准确的模型体位置信息.在总结了模型试验相关规律的基础之上,按照类似步骤分别对实测航磁三分量数据进行了欧拉反褶积处理,再将三个分量实测数据各自的反演结果进行叠加,以叠加后的结果进行构造解释.利用不同分量各自的反演特点,综合发挥多分量的资料优势,最终以三分量反演的叠加结果为依据,有效地识别了区内断裂,更加准确地刻画出断裂的形迹位置,揭示了不同性质断裂的世代关系,显示了良好的应用效果.

     

重力全张量数据联合欧拉反褶积法研究及应用

全张量测量技术是在空中或海上用加载了多个加速度计的移动平台技术测量位场的五个独立分量.各张量分量包含不同方向的地下地质体信息,水平张量分量T_xx、T_yy、T_xy、T_xz、T_yz通常用于识别和映射与地质构造或地层变化有关的测量区域中的目标,垂直张量分量T_zz用于估计深度.然而,这些分量传统上是彼此分开解释,经常遇到错失关键信息的风险.本文所用全张量欧拉反褶积是在单独z方向的欧拉反演基础上发展而来的,它融合了重力异常垂直分量以及其三个方向导数、水平分量以及其三个方向导数.全张量数据信息得以有效应用的同时,欧拉反褶积结果也比常规欧拉反褶积结果更加收敛.最后,结合美国墨西哥湾地区实测航空FTG数据,用重力梯度张量数据进行联合欧拉三维反演研究,有效的识别岩盖的边界信息,划分岩盖范围,为进一步研究盖层底下深部复杂地质情况提供可靠的解释结果.

     

数据曲线间断区域的自适应连接方程研究

通过讨论数据曲线间断区域的性质,给出间断区域的自适应连接方程形式及其参数确定方法,随后给出计算实例.其中对于缓变数据曲线阶跃间断区域,可自动计算生成连接方程形式.文中基于自适应连接方程探讨分析了磁性材料磁滞回线方程、平滑平均能量方程(诸如负绝对温度区域平均能量方程)、稳定核素比结合能方程、势能函数方程(诸如双原子分子势...     

不同频带数字化测震对比

通过对蒙城地震台不同频带数字化测震仪器记录的波形及震级进行对比分析,得出不同频带仪器记录不同地震事件的特点及其优越性,有利于提高数字化资料分析的精度.在进一步保证蒙城地震台观测资料的完整性和提高全频带数字化测震观测质量的同时,为蒙城地球物理野外观测研究站的科学研究提供有力数据支持.     

Exploring the effect of data assimilation by WRF‐3DVar for numerical rainfall prediction with different types of storm events

The mesoscale Numerical Weather Prediction (NWP) model is gaining popularity among the hydrometeorological community in providing high‐resolution rainfall forecasts at the catchment scale. Although the performance of the model has been verified in capturing the physical processes of severe storm events, the modelling accuracy is negatively affected by significant errors in the initial conditions used to drive the model. Several meteorological investigations have shown that the assimilation of real‐time observations, especially the radar data can help improve the accuracy of the rainfall predictions given by mesoscale NWP models. The aim of this study is to investigate the effect of data assimilation for hydrological applications at the catchment scale. Radar reflectivity together with surface and upper‐air meteorological observations is assimilated into the Weather Research and Forecasting (WRF) model using the three‐dimensional variational data‐assimilation technique. Improvement of the rainfall accumulation and its temporal variation after data assimilation is examined for four storm events in the Brue catchment (135.2 km²) located in southwest England. The storm events are selected with different rainfall distributions in space and time. It is found that the rainfall improvement is most obvious for the events with one‐dimensional evenness in either space or time. The effect of data assimilation is even more significant in the innermost domain which has the finest spatial resolution. However, for the events with two‐dimensional unevenness of rainfall, i.e. the rainfall is concentrated in a small area and in a short time period, the effect of data assimilation is not ideal. WRF fails in capturing the whole process of the highly convective storm with densely concentrated rainfall in a small area and a short time period. A shortened assimilation time interval together with more efficient utilisation of the weather radar data might help improve the effectiveness of data assimilation in such cases. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同型号电磁波仪观测数据对比分析

基于电磁辐射理论基础,对昌平地震台(3套)、十三陵地震台(1套)不同生产厂家和型号的4套电磁波仪观测数据进行对比分析。研究表明,各种仪器观测数据变化趋势大致相同,显示出较好的一致性,但数据产品的产出格式需加强规范,以便应用与共享。     

地震地球物理监测数据各库数据差异原因

笔者在工作中发现,使用地震台站、区域地球物理台网、国家台网地震地球物理监测数据库中同一台站、同一测项、相同时段监测数据绘制曲线,存在曲线不一致现象,分析认为,存在差异的原因主要是,数据经审核、反馈、处理,再次上传各库过程中未及时核对、及时发现、及时覆盖,省地震局区域地球物理台网需定时检查、同步各库数据。     

地震数据的反射波动方程最小二乘偏移

基于反射波动方程,本文提出了一种估计地下反射率分布的地震数据最小二乘偏移方法.高频近似下,非齐次的一次反射波动方程的源项是由反射率与入射波场的时间一阶导数相互作用产生的.根据反射波动方程,利用线性最小二乘反演方法由地震反射数据重建出地下产生反射波的反射源,再结合波场正演计算出的地下入射波场,得到地下反射率分布的估计.在地下反射源的线性最小二乘反演重建中,我们采用迭代求解方法,并以地震波的检波器单向地下照明强度作为最小二乘优化问题中Hessian矩阵的近似.

     

Model data selection using gamma test for daily solar radiation estimation

Hydrological modelling is a complicated procedure and there are many tough questions facing all modellers: what input data should be used? how much data is required? and what model should be used? In this paper, the gamma test (GT) has been used for the first time in modelling one of the key hydrological components: solar radiation. The study aimed to resolve the questions about the relative importance of input variables and to determine the optimum number of data points required to construct a reliable smooth model. The proposed methodology has been studied through the estimation of daily solar radiation in the Brue Catchment, the UK. The relationship between input and output in the meteorological data sets was achieved through error variance estimation before the modelling using the GT. This work has demonstrated how the GT helps model development in nonlinear modelling techniques such as local linear regression (LLR) and artificial neural networks (ANN). It was found that the GT provided very useful information for input data selection and subsequent model development. The study has wider implications for various hydrological modelling practices and suggests further exploration of this technique for improving informed data and model selection, which has been a difficult field in hydrology in past decades. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

AR模型在大地电磁测深资料处理中的应用

大地电磁测深资料数据采集过程中,由于温度、湿度等对仪器的影响或GPS搜星不正常,采集到的数据有时会出现时间序列跳帧或缺失现象.针对这一问题,本文将基于无激励AR(p)模型预测数据的原理引入大地电磁测深数据处理中.根据已知序列确定AR(p)模型阶数以及模型参数,建立正确的预测模型对缺失数据进行预测,并对比经过预测后的数据与实际样本数据的频谱,表明AR(p)预测模型可以解决原始资料的不连续性问题,提高了大地电磁测深野外资料的利用率.     

The long-term simulation of surface SO2 and evaluation of contributions from the different emission sources to Beijing city

With a high-resolution SO2 emission inventory categorized by industries and seasons for Beijing city and gridded meteorological data fields from NCEP, the pollution dispersion model, HYSPLIT4 (Hybrid Single Particulate Lagrangian Integrated Trajectory, version 4), is used to determine the day-to-day variation of surface SO2 in Beijing for 2000 and 2001. Furthermore,the contributions of different emission sources in and around Beijing to the surface SO2 are studied. As shown in comparison with observations, the model does well in simulating the daily variation and seasonal distribution. The model computation of the annual source contributions to Beijing surface SO2 indicates that local emissions from the city give the largest contribution and the sources from the surrounding regions contribute only about 20%. During SO2 polluted or unpolluted days, the contribution from the latter can exceed 30%, and depending upon weather conditions, the contribution may exceed 40%. If the emissions from the surrounding sources during the winter heating season are assumed to be doubled in intensity, their contribution to surface SO2 in Beijing increased from 21% to 35% and 25% to 40% in 2000 and 2001, respectively. Evaluation of 7 types of emission sources identified for Beijing for their relative contribution to the concentration of surface SO2 has shown that area emissions by industrial production and furnaces, though discharging relatively small amounts (less than 1/3 of the total), have the largest contribution to the urban surface SO2, which is the key to the mitigation of the pollutant in the city.     

不同类型俯冲带地震水平向地震动阻尼修正系数对比研究

基于日本KiK-Net、K-Net地震台网和太平洋地震工程中心（PEER）的14 713条地震动记录,比较了俯冲带地区浅壳上地幔地震、板内地震和板间地震的水平向地震动加速度反应谱阻尼修正系数（DMF）和位移反应谱阻尼修正系数（DMF）的差异,并进行了5%置信水平下的假设检验,探究了俯冲带地区不同地震类型对DMF的影响。结果显示:在大多数谱周期,不同地震类型的DMF存在统计意义上的显著差异;在低阻尼比中短周期时,加速度谱DMF和位移谱DMF基本相同;在高阻尼比长周期时,不同地震类型的加速度谱DMF差异大于位移谱DMF差异。研究表明:俯冲带地震水平向地震动DMF需要考虑不同地震类型的影响。