月球扰动引力频谱特性及在恢复月球重力场的应用

利用谱分析方法,通过对月球外空间扰动引力频谱特性的分析研究,估计了其谱分量信息随高度的衰减特点及在不同频段的谱敏感度,得到了敏感各频段位系数与所需探测器轨道高度的关系,同时为联合不同数据求解月球重力场模型在改进解算方法和跟踪数据定权上提供了参考依据。     

全日潮海域风暴潮增水中全日扰动和半日扰动分析

风暴潮增水是风暴潮与天文潮相互作用理论研究的基本内容,也是风暴潮预报中的重要问题。最大余水位的产生机制对于提高预报精度及海岸带防护有着重要意义。为研究全日潮海域风暴潮增水中的全日扰动和半日扰动,对Horsburgh与Wilson的风暴潮余水位模型进行了改进和扩展,建立了包括多个分潮的余水位分解方法并将其应用于防城港站,对台风"启德"和"山神"影响下的潮位过程进行了分析。结果显示,建立的余水位的分解方法对于全日分潮和半日分潮有良好的适用性。由于高频分潮产生机制的复杂性,该方法对高频分潮应用尚需进一步研究。在全日潮的防城港海域,全日扰动与半日扰动具有相同的量级,二者的和约占总增水的15%~19%。台风过程不同,相位变化项和局地变化项对增水的贡献有较大差异。     

正倒锥体结构上冰力谱分析实验研究

利用研制的新型非冻结可破碎合成模型冰材料，进行了冰排与正倒锥体结构物作用的物理模拟试验研究，试验中观察记录了冰排的破碎过程并测定了作用于锥体结构物上的冰力，通过快速傅立叶变换方法由所测得的冰力时程曲线得到冰力频谱，分析并讨论了冰排速度，本结构物的水线直径，锥角以及冰排弯曲破坏方向等对冰力频谱对冰力频谱因子的影响。     

并矢相关谱分析方法在非线性资料分析中的应用

本文利用到率并矢相关谱估计方法,对青岛月平均气温（1896年1月—1992年12月）足赤道局部地区日表层水温（0°±0．5°S,165°±0．5°E;1986年12月6日—1991年11月16日）进行了谱分析,结果表明：青岛气温除具有1年周期的主频振荡和二倍峰频处0．5年周期二阶非线性耦合效应外,还隐含有2年周期的低频耦合振荡及0．4年周期的高频耦合振荡;赤道局部地区日表层水温含有90天,63天,50天,40天和29天等几个主要的低频周期振荡。     

热带东风中经向扰动与纬向扰动的非线性相互作用

根据非线性的动量方程,利用多时间尺度分析方法,探讨由经向扰动与纬向扰动相互作用在热带东风中所造成的一类正压不稳定。分析表明:在零级近似下,给出了两个扰动传播的频率表达式,在一级近似下,得到了两个零级扰动振幅的解析表达式。鉴于方程中散度项的存在,当不同尺度的三个波相作用而发生共振时,仅总动能守恒,而总位拟能不守恒,这一点与无辐散大气的结论不同。两种扰动动能相互转换的机制则是涡度场与散度场的相互作用。     

随机海浪列率谱分析的实验研究

介绍了列率谱分析的两种谱估计方法;并矢周期图法和并矢相关法。通过实测资料比较表明,两种谱估计方法的计算结果基本一致。文中利用不同环境条件下的实验室资料对列率谱进行了分析,并与频谱的部分计算结果进行了比较,对其存在的差异给出了可能的物理解释。     

海底沉积物取样的扰动机理研究

海底沉积物取样技术对大洋诸多科学研究来说非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的质量息息相关.在使用常规管状取样器对松软或轻微固结的沉积物取样时,沉积物样品的扰动总是不可避免的.以机械手持式沉积物取样器为原型机,建立了管状取样器的取样过程模型,分析了沉积物样品的扰动机理;采用球形孔扩张理论获得了沉积物土体受到取样管挤压扩张的理论解;结合太平洋具体沉积物土体物理力学参数,对管状取样器取样造成沉积物扰动的状况给出了一个定量描述,并且提出取样管壁的厚度是减小沉积物扰动的关键参数.     

围隔体内赤潮对扰动的反应

于１９９２年９－１２月，使用中尺度围隔装置（１．７ｍ＾３）研究扰动的水体对赤潮浮游植物种类演替的影响。实验结果表明，对富营养化的围隔水体进行扰动可以改变水体中赤潮生物的演替次序，即甲藻和鞭行藻往往出现在硅藻赤潮之后，本文从另一方面证明，富营养下的相对稳定水体有助于鞭毛藻类赤潮的形成。     

海温扰动发展的一种热力学判据

本文将非线性热力学理论应用到大尺度海洋系统,找到了一个适合于描述海温扰动发展的热力学判据。计算表明:这种热力学判据能够较好地报出海温异常事件,估计海温异常的强弱。本文还利用这种热力学判据分析了海洋与大气之间的热交换和平流效应对海温扰动演化的影响。     

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。     

高程异常扰动源及均衡异常影响分析

通过分析高程异常的扰动源,探究地形均衡扰动物质引起的均衡高程异常,说明全球许多高原地区的高程异常为负值的主要原因在于地球深部的密度异常,而非地球表面突起的扰动物质和相应地壳均衡部分的扰动物质。一般地,地形及均衡部分对高程异常的影响不足以完全反映高程异常的符号,在许多高原地区的高程异常为负值,可能在深层地幔有大尺度负的扰动质量进行补偿。     

应用谱分析方法分析预报南沙海区冬季大风

利用(1989年11月一1999年3月)冬季北半球500hPa候平均高度资料，分析了南沙海区冬季大风(简称为南沙冬季大风)与北半球中、高纬西风带中的超长波、长波活动的关系。结果表明：中、高纬强冷空气爆发南下是造成南沙冬季大风的最主要原因；当中、高纬的角动量输送达到一定数值后，伴随南沙海区会出现一次大风过程，在南沙冬季大风出现前期，偏高纬度的角动量有一次同步向北输送过程，使中、高纬西风增强，结果还表明：纬向扰动动能大多集中在超长波段内，经向扰动动能随纬度的不同主要集中在2—6波波段内。文中在这一基础上分析得出南沙冬季大风的预报指标.     

利用卫星重力梯度恢复局部地球重力场的研究进展

简述了SGG数据恢复局部重力场的理论本质以及卫星重力梯度边值问题;详细介绍了当前国内外利用SGG进行局部重力场求解的研究进展,并将已有的求解方法总结归纳为三类：模型法、计算法和组合法,同时对各种方法的概念和研究现状作了详细介绍;最后总结了SGG数据求解局部重力场的发展前景和思考建议。     

Comparison of Satellite Altimetric Gravity and Global Geopotential Models with Shipborne Gravity in the Red Sea

The determination of high-resolution geoid for marine regions requires the integration of gravity data provided by different sources, e.g. global geopotential models, satellite altimetry, and shipborne gravimetric observations. Shipborne gravity data, acquired over a long time, comprises the short-wavelengths gravitation signal. This paper aims to produce a consistent gravity field over the Red Sea region to be used for geoid modelling. Both, the leave-one-out cross-validation and Kriging prediction techniques were chosen to ensure that the observed shipborne gravity data are consistent as well as free of gross-errors. A confidence level equivalent to 95.4% was decided to filter the observed shipborne data, while the cross-validation algorithm was repeatedly applied until the standard deviation of the residuals between the observed and estimated values are less than 1.5 mGal, which led to the elimination of about 17.7% of the shipborne gravity dataset. A comparison between the shipborne gravity data with DTU13 and SSv23.1 satellite altimetry-derived gravity models is done and reported. The corresponding results revealed that altimetry models almost have identical data content when compared one another, where the DTU13 gave better results with a mean and standard deviation of ?2.40 and 8.71 mGal, respectively. A statistical comparison has been made between different global geopotential models (GGMs) and shipborne gravity data. The Spectral Enhancement Method was applied to overcome the existing spectral gap between the GGMs and shipborne gravity data. EGM2008 manifested the best results with differences characterised with a mean of 1.35 mGal and a standard deviation of 11.11 mGal. Finally, the least-squares collocation (LSC) was implemented to combine the shipborne gravity data with DTU13 in order to create a unique and consistent gravity field over the Red Sea with no data voids. The combined data were independently tested using a total number of 95 randomly chosen shipborne gravity stations. The comparison between the extracted shipborne gravity data and DTU13 altimetry anomalies before and after applying the LSC revealed that a significant improvement is procurable from the combined dataset, in which the mean and standard deviation of the differences dropped from ?3.60 and 9.31 mGal to ?0.39 and 2.04 mGal, respectively.     

Validation of ERS-1 and High-Resolution Satellite Gravity with in-situ Shipborne Gravity over the Indian Offshore Regions: Accuracies and Implications to Subsurface Modeling

Geoid and gravity anomalies derived from satellite altimetry are gradually gaining importance in marine geoscientific investigations. Keeping this in mind, we have validated ERS-1 (168 day repeat) altimeter data and very high-resolution free-air gravity data sets generated from Seasat, Geosat GM, ERS-1 and TOPEX/POSEIDON altimeters data with in-situ shipborne gravity data of both the Bay of Bengal and the Arabian Sea regions for the purpose of determining the consistencies and deviations. The RMS errors between high resolution satellite and ship gravity data vary from 2.7 to 6.0 mGal, while with ERS-1 data base the errors are as high as 16.5 mGal. We also have generated high resolution satellite gravity maps of different regions over the Indian offshore, which eventually have become much more accurate in extracting finer geological structures like 85° E Ridge, Swatch of no ground, Bombay High in comparison with ERS-1satellite-derived gravity maps. Results from the signal processing related studies over two specific profiles in the eastern and western offshore also clearly show the advantage of high resolution satellite gravity compared to the ERS-1 derived gravity with reference to ship gravity data.     

重力梯度张量计算重力场元

根据体谐函数一阶、二阶水平导数（广义球函数）也是球面正交函数系的性质,详细推导了水平重力梯度边值问题的级数解.根据扰动位与重力场元的微分关系,导出了由水平重力梯度计算重力异常、垂线偏差的公式.完善了全张量重力梯度的有关应用.     

顾及仪器参数和基准的高精度重力控制网抗差估计

考虑观测仪器系统参数以及异常观测数据对参数估值的影响,讨论了平差中系统参数、重力基准的选择,并采用抗差剔除或削弱异常观测数据的影响,采用实际观测数据进行了试算。     

基于Grace月重力场模型的稳态地球重力场模型分析

基于106个月的Grace（gravity recovery and climate experiment）月重力场模型（120阶次）,消除了月重力场的月、季度及年度变化,得到了稳态的地球重力场模型（Grace_sta）。在2～120阶次之间,Grace_sta与已有高阶重力场EGM2008及EGM96三个模型的阶方差是一致的。在2～100阶次之间,Grace_sta模型误差阶方差要小于EGM2008与EGM96误差阶方差。在全球范围内,Grace_sta重力场的大地水准面与EGM2008相应阶次的大地水准面标准差约为3cm,与EGM96模型大地水准面差异则高达52cm。结果表明,Grace_sta足可以取代EGM2008重力场模型2～100阶次的低阶部分,新得到的稳态重力场模型可为海面地形分析提供了可靠的参考场。