青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造

研究青藏高原及邻近地区地壳磁异常场分布特征,对认识该区岩石圈结构和演化以及区域地球动力学过程有重要意义.本文根据地面、航空、海洋和卫星磁测资料构建的最新一代高阶地磁场模型NGDC-EMM-720-V3,分析青藏高原及邻区地壳磁异常及其垂直梯度的展布规律、磁异常衰减特征、不同波长带对磁异常的贡献和磁异常与岩石圈区域构造的关系.结果显示,青藏高原正负磁异常都较弱,周边地区磁异常强,其分界与高原区域构造的边界基本吻合.磁异常在青藏高原中西部呈近东西走向,西南部和东部形成弧形状,东南部为近南北走向,与构造走向基本一致.东、西构造结地区形成强的负异常焦点.青藏高原内部各新生代地块的磁异常无明显差异,磁异常与地壳厚度没有直接对应关系.在青藏高原弱磁异常背景上,拉萨地块、祁连地块、柴达木地块和川滇菱形地块叠加有相对较强的地壳浅部的短波长磁场.喜马拉雅分布着东西向强负磁异常带,主要由地壳深部和中部的中长波长带产生.四川盆地和塔里木盆地的磁性构造层稳定.高原南部不同高度处的磁异常变化较大,揭示出从地壳深部到浅层地表的磁性构造发生过剧烈变化.     

4~6月青藏高原热状况与盛夏东亚降水和大气环流的异常

基于月平均NCEP/NCAR再分析资料和中国测站降水资料, 使用旋转经验正交展开(REOF)方法分析了1958~1999年4~6月青藏高原区域感热加热与7月东亚降水和大气环流异常的关系. 结果表明4~6月期间高原是一个单独的热源, 其感热加热性质与周边地区完全不同. 5月感热加热的第一旋转主成分(RPC1)与7月东亚地区降水场滞后相关的结果表明: 当前期高原主体部分感热加热偏强时, 7月高原及高原南侧、东南侧四川盆地、云贵高原及江淮地区降水明显偏多, 高原北侧、东北侧和高原西侧降水明显偏少, 而且降水场与流场、水汽通量场有很好的配置关系. 进一步的分析指出, 上述相关关系可用热力适应理论和大尺度准定常正压涡度方程予以解释. 因此4~6月高原感热加热可以作为东亚地区、尤其是中国江淮等地7月降水形势的预报因子.     

青藏高原地磁场模型的研究

根据青藏高原地磁三分量绝对测量资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计 算了青藏高原地磁场（Ｘ, Ｙ,Ｚ ）的泰勒多项式模型和青藏高原地磁剩余场（△Ｘ,△Ｙ,△Ｚ）的冠谐 模型,并绘制了相应的理论地磁图．分析了磁异常点对地磁场模型的影响,对比分析了地磁 场的多项式模型和冠谐模型,讨论了地磁场模型的边界效应问题．     

青藏高原中西部航磁异常的匹配滤波分析与构造意义

利用匹配滤波方法重新解释了青藏高原中西部航磁ΔT化极异常数据.结果显示,青藏高原中西部地区的区域场与局部场分离的最佳深度大约为19 km,结合其他地球物理证据分析认为,该深度是上、中地壳间的重要分界面.分离后的区域场特征表明,在青藏高原中部存在一个北北东向的负异常带.该航磁负异常带显示,大量的热异常导致了青藏高原下的原始岩石圈地幔底部发生了热退磁作用.不论是区域场还是局部场都显示了班公湖－怒江缝合带南侧存在一个重要的隐伏断裂带（大致沿革吉北－改则南－错勤北－申扎北）.     

青藏高原地磁场模型的研究

根据青藏高原地磁三分量绝对测量资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计 算了青藏高原地磁场（Ｘ, Ｙ,Ｚ ）的泰勒多项式模型和青藏高原地磁剩余场（△Ｘ,△Ｙ,△Ｚ）的冠谐 模型,并绘制了相应的理论地磁图．分析了磁异常点对地磁场模型的影响,对比分析了地磁 场的多项式模型和冠谐模型,讨论了地磁场模型的边界效应问题．     

夏季亚洲大地形双加热及近对流层顶位涡强迫的激发(Ⅰ):青藏高原主体加热

基于数值模拟研究了夏季青藏高原高于2km的主体上的表面感热加热和潜热加热的特征及其相互作用,比较了这种双加热对局地垂直运动及季风经圈环流的影响.从理论和数值模拟证明了双加热通过影响对流层上层的温度场和流场结构,在近对流层顶处激发出绝对涡度最小值和异常位涡强迫源,进而增强亚洲季风经向环流并在西风带中产生罗斯贝波波列、影响北半球环流的机理.     

夏季亚洲大地形双加热及近对流层顶位涡强迫的激发Ⅱ:伊朗高原-青藏高原感热加热

基于诊断和数值模拟,研究了夏季青藏高原和伊朗高原热力强迫的相互作用,其对亚洲副热带季风区水汽通量辐合的贡献及对欧亚大陆上空高对流层顶和平流层低层冷中心形成的影响.结果表明两大高原感热加热存在相互影响和反馈,伊朗高原感热加热减少青藏高原的表面加热,而青藏高原的感热加热则增加伊朗高原的表面加热;形成了观测到的伊朗高原感热加热-青藏高原感热加热和凝结潜热释放-大气垂直环流之间的准平衡耦合系统(TIPS),影响大气环流.青藏高原上的感热-潜热相互反馈在这个TIPS耦合系统中起主要作用.两大高原感热加热对其他地区的影响有相互加强也有相互抵消;青藏高原感热加热引发的对亚洲副热带季风区水汽通量辐合贡献率为伊朗高原感热影响的2倍以上;伊朗高原和青藏高原的感热加热共同作用对亚洲副热带季风区的水汽辐合作出最主要的贡献.TIPS的加热作用使对流层温度升高,并抬升了其上空的对流层顶,造成了那里平流层下层温度偏低;与欧亚大陆大尺度热力强迫共同作用,形成了对流层上层的暖性但在平流层下层为冷性的强大的反气旋环流南亚高压,从而影响区域和全球的天气气候.     

青藏高原地区地磁场研究

本文根据１９６５．０年代西藏地区地磁测量资料,选用国际地磁参考场模型和区域地磁场矩谐分析方法,对青藏高原地区地磁异常值进行计算和分析,结果表明该区地磁异常场分布的特征与地质构造,尤其是山脉的展布有密切的联系。山脉及近邻地区地磁异常场,不论是梯度,还是绝对值都明显高于相对增坦的地区。     

岩石圈磁场特征与青海地区强震关系

<正>1研究背景岩石圈磁场能够反映地壳内部磁性矿物的分布情况,同时能够反映地壳内的地质结构、构造。青藏高原磁异常特征一直是学者们关注的焦点,根据康国发等（2011）的研究,一般情况下青藏高原腹地表现出分布范围宽广、平缓的弱磁异常,边缘地带磁异常强度陡升,邻区主要地质构造单元磁异常特征与青藏高原腹地存在显著差异,从磁异常图上能够分辨青藏高原及周边一级构造的边界。强烈地震孕育、发生地区的磁异常特征是值得探索的重要问题。     

21世纪初青藏高原感热年代际增强对中国东部季风雨带关键区夏季降水年代际转折的影响

基于中国气象局提供的气象站点月值资料,NOAA、CMAP降水格点月值资料,NDVI卫星资料及再分析资料,利用统计方法分析了1961-2014年青藏高原感热与中国东部季风雨带关键区夏季降水的年代际变化,并根据热动力平衡方程结合CESM模式试验解释了21世纪初高原感热异常对关键区夏季降水的影响机理.结果表明：21世纪初,黄淮、江淮地区降水增加,而长江以南地区降水减少.同时,高原感热也发生年代际增强,当春季感热增强后,大气热能上传导致夏季高原近地面产生气旋性环流异常,大气辐合;高层产生反气旋性环流异常,大气辐散.黄淮、江淮地区在对流层中低层受异常偏南风控制,高层受高原上空的大尺度反气旋环流影响产生异常偏北风.此外,高原感热增强通过影响黄淮、江淮地区产生暖平流输送和非绝热加热正异常,该区域产生异常的上升运动,降水量增加.长江以南地区在对流层中低层存在一个异常的反气性环流,有来自海洋的冷平流输送,同时大气非绝热加热在该地区为负异常,产生异常的下沉运动,降水量减少.模式敏感性试验的结果证实了当高原感热发生年代际增强,黄淮、江淮地区水平温度平流及非绝热加热为正异常,而在华南地区为负异常,从而导致黄淮、江淮地区大气上升运动增强,降水增加;而华南地区下沉运动增强,降水减少.

     

中国大陆地区卫星长波辐射背景场特征初步分析及震例研究

利用美国国家海洋大气局(NOAA)提供的30年(1979-2008)的长波辐射数据产品(OLR),对中国大陆地区长波辐射背景场进行分析.结果表明,长波辐射值具有很强的季节性和地域性,青藏高原块体在四季中都呈现低值,中国西北部和华东地区的长波辐射值相对青藏高原块体高,这些区域在春秋两季长波辐射变化剧烈,夏冬两季变化相对缓慢.熟悉这些特征将有利于识别地震异常与非震异常,可以为为进一步开展长波辐射的地震异常信息提取提供科学依据.通过建立的中国川滇地区长波辐射背景场,分析了2008年5月12日汶川8.0级地震前的长波辐射数据,发现震前一个月长波辐射异常显著,并且异常的分布受活动构造控制.     

青藏高原北部异常SKS分裂成因的初步探讨--被熔体强化的岩石圈各向异性

当人们试图解释青藏高原异常的剪切波分裂成因时,以下的问题让人们感到困惑:(1)为什么异常大的SKS分裂延时(1.91-2.4s)出现在青藏高原北部Sn波缺失区;(2)为什么分裂延时突变(1.47s和1.09s)出现在Sn波缺失区的边缘;(3)为什么快波极化方向(FPD)与地表大规模的构造走向之间存在约20°-30°的偏差. 本文在综合分析流变学实验和岩石物理学实验研究成果、青藏高原地质和地球物理资料的基础上,提出青藏高原北部地震波各向异性受岩石圈地幔主要矿物的晶格优选方位(LPO)和熔体的定向分布(MPO)的双重控制,并模拟计算了MPO对青藏高原北部岩石圈地幔各向异性强度的贡献. 研究结果表明,由MPO强化的青藏高原北部岩石圈地幔各向异性强度可达10髎,相应的各向异性层厚度平均为94km. 该结果为研究区SKS分裂的成因解释以及造山带深部地质过程的研究提供了新的约束条件.     

青藏高原北部异常SKS分裂成因的初步探讨——被熔体强化的岩石圈各向异性

当人们试图解释青藏高原异常的剪切波分裂成因时,以下的问题让人们感到困惑:(1)为什么异常大的SKS分裂延时(1.91-2.4s)出现在青藏高原北部Sn波缺失区;(2)为什么分裂延时突变(1.47s和1.09s)出现在Sn波缺失区的边缘;(3)为什么快波极化方向(FPD)与地表大规模的构造走向之间存在约20°-30°的偏差. 本文在综合分析流变学实验和岩石物理学实验研究成果、青藏高原地质和地球物理资料的基础上,提出青藏高原北部地震波各向异性受岩石圈地幔主要矿物的晶格优选方位(LPO)和熔体的定向分布(MPO)的双重控制,并模拟计算了MPO对青藏高原北部岩石圈地幔各向异性强度的贡献. 研究结果表明,由MPO强化的青藏高原北部岩石圈地幔各向异性强度可达10髎,相应的各向异性层厚度平均为94km. 该结果为研究区SKS分裂的成因解释以及造山带深部地质过程的研究提供了新的约束条件.     

青藏高原热力作用对北半球气候影响的研究

总结了近年来关于青藏高原热力作用的气候特征及其对北半球区域气候影响的研究成果,主要包括：青藏高原热力作用不仅对亚洲季风和降水变率有着重要影响,而且还通过激发类似于亚洲．太平洋涛动的大尺度遥相关,影响着北美和欧洲以及南印度洋的大气环流和气候．青藏高原气候不是被动的受热带太平洋海温影响,它也可以通过北太平洋大气环流调制着太平洋热带和中纬度海．气相互作用．春、夏季青藏高原加热异常通过影响北太平洋副热带高压、哈德莱（Hadley）环流和赤道辐合带（ITCZ）,调制着热带ENSO发展,因此研究从青藏高原气候异常来预测ENSO发展的方法是必要的．这体现了北半球海．陆．气相互作用的本质．由于过去的研究更多地集中在青藏高原对亚洲季风区气候的影响方面,因而加强研究青藏高原在北半球乃至全球气候变化中的作用十分必要．     

苏、鲁、豫、皖交界及南黄海地区地磁监测与分析

通过在苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区开展地磁基本场矢量测量、 数据处理和分析, 计算了该区域地磁基本场和地磁异常场总强度和水平强度的曲面样条模型, 并绘制相应的地磁图和地磁异常图, 探索研究局部地磁基本场的变化特征。 分析结果表明, 通过区域地磁基本场矢量测量, 能相对精细地反应区域地磁基本场空间分布, 分辨存在的地磁基本场异常, 为地震中长期预报提供科学数据和相关地球物理场变化背景。     

青藏高原均衡场与非潮汐重力测量

根据已有资料与1°×1°平均布格异常和1°×1°平均地形高,计算出青藏高原均衡异常场。     

大兴安岭地区的强磁性火山岩

在大小兴安岭进行航空磁测结果,得到了一副广泛分布着强度很大的杂乱磁场变化图景,经过对许多异常进行地面检查证实,它们都是由强磁性火山岩引起的,包括玄武岩、安山岩、流纹斑岩、粗面流纹岩等.在100米左右的飞行高度上磁异常强度最高可达5000γ,一般都有3000-4000γ,地面最大强度经常都在10000γ以上（丝悬式磁秤超格）.     

大兴安岭地区的强磁性火山岩

在大小兴安岭进行航空磁测结果,得到了一副广泛分布着强度很大的杂乱磁场变化图景,经过对许多异常进行地面检查证实,它们都是由强磁性火山岩引起的,包括玄武岩、安山岩、流纹斑岩、粗面流纹岩等.在100米左右的飞行高度上磁异常强度最高可达5000γ,一般都有3000—4000γ,地面最大强度经常都在10000γ以上（丝悬式磁秤超格）.     

青藏块体东北缘前兆场动态演化过程的探讨

汇集青藏高原北部地区前兆观测结果,从这些结果中筛选出32个台项,构成本研究所确定的区域前兆观测网,从而得到区域前兆场基本状态。在此基础上研究了前兆场动态演化过程及前兆异常月频次的对应关系,以及整个区域前兆场异常状态,结果表明,中强震地震发牛前,会出现大范围的群体前兆成组同步异常和部分具有较高映震能力的前兆异常。提取综合异常信息,研究临震异常特征,可为该区域的地震短期预测预报提供有价值的参考依据。     

青藏高原现代地壳运动与活动断裂带关系的模拟实验

本文以GPS观测、大地热流测量、较高精度地形数据、全球板块相对运动的REVEL模型为基础,建立了以青藏高原现代构造活动为主要研究对象的东亚地区构造形变场有限元模型.数值模拟结果显示,青藏高原内部和周边地区走滑断裂带的活动对东亚地区地壳运动速率和方向有较大的影响,特别是对青藏高原物质向东南方向运动有显著影响;不同构造块体岩石圈强度的差异直接影响了川滇菱形地块边界断层错动性质.在考虑青藏高原地形附加重力作用和周边板块汇聚作用对现今大型断裂带运动特征控制作用的同时,岩石圈之下的橄榄岩软流圈至转换带物质对流对岩石圈的拖曳力也是必须考虑的底部边界条件.