传感式水位仪观测数据处理中气压,固体潮修正公式的讨论

传感式水位仪观测数据处理中气压、固体潮修正公式的讨论简春林（中国北京１０００３６国家地震局分析预报中心）目前，在我国的地下水位动态观测中，观测精度更高、数据传输效能更好的探头传感式电子水位仪（下称探头仪）正在逐步替代原有的浮子式机械水位仪（下称浮子仪...     

广义逆Stokes公式、广义逆Vening-Meinesz公式以及广义Molodensky公式

根据重力位W, 正常重力位 以及扰动位 之间的相互关系, 定义了扰动位T与大地水准面起伏N、重力异常Δg, 垂线偏差ε 之间的算子运算关系. 在边界面为球面的条件下, 运用球谐函数求解物理大地测量边值问题的方法, 通过算子变换, 推导了广义逆Stokes公式、广义逆Vening-Meinesz公式和广义Molodensky公式. 广义公式突破了经典公式必须在大地水准面上应用的限制. 当边界面定义为大地水准面时, 广义公式自然退化为经典公式.     

再论波动方程反演波速问题——波的反射与透射公式

本文是文[1]的续篇,讨论由波动方程(?)Q/(?)t~2=v~2(x)△Q 反演波速v(x)的方法是否近似可用。作者指出,在非均匀介质条件下用此波动方程不能正确描述波的传播特性,因它不能保证弹性力在间断面上连续。以双层介质为例,分别从此方程及原始波动方程出发推导波的反射与透射公式,得到不同的反射系数与透射系数表达式。二者相差很大,不可能是近似关系,因此从波动方程直接反演波速函数的方法是不可取的。     

改进的传染型余震序列模型

将有限幂律公式（LPL）应用到传染型余震序列模型（ETAS）中，并对原ETAS模型加以改进。以台湾集集地震早期余震序列为例，对原ETAS模型与改进的ETAS模型进行了对比分析，结果表明改进的ETAS模型要优于原ETAS模型。     

高频加热中低纬电离层激励不稳定性研究

高频泵波加热电离层实验二维数值模拟结果显示,虽然背景电离层状态能够明显影响模拟加热结果,但是在大部分平静电离层状态下,模拟加热一段时间后,加热区域内电子浓度、电子温度会趋于稳定,这一结论已为实验所证实.然而部分模拟结果显示,当电离层电子浓度、电子温度空间结构满足一定条件后,过密加热中泵波反射区域,电子浓度、电子温度在加热机开关机后将产生不稳定的时空效果.激发该不稳定性的正反馈过程如下：当泵波反射区域内电子温度受到泵波加热上升后,其引起的等离子体膨胀导致该区域内电子浓度减小,受到电子温度、电子浓度变化的共同影响,电子能量方程中由于电子-离子碰撞导致的电子能量损失项减小,电子温度将进一步升高,一种正反馈机制建立.最后得到以下结论,当电离层电子温度剖面呈明显的双峰结构,被加热区域内电子温度较高,且电子-离子碰撞引起能量损失项成为电子主要的能量损失项后,一种不稳定性被激发,加热将产生更明显的电子浓度、电子温度的变化.以上条件在下午电离层更容易被满足.     

多次透射公式实用形式稳定性分析

本文以二维出平面波动方程为例,利用数值方法研究了多次透射公式的实用形式的稳定问题,结果表明：多次透射公式的实用形式与波动方程的集中质量显式有限元结合,不但存在零频漂移,而且同样存在高频振荡失稳,而与中心差分方法结合仅存在零频漂移失稳。     

利用地震波持续时间测定近震震级的关系式

1.前言在地震波记录限幅的情况下,震级测定工作很难达到准确、稳定。这是一个普遍存在的问题。我们从实际工作中发现,在一定距离内地震波持续时间(F—P)与震中距△和地震波幅射的方向性关系不明显,而与震级大小有密切关系。震级大、持续时间长,反之则短。我们根据河南省台网的资料,研究了近震震级的M_L与地震波持续时间的关系,得出河南省台网13个测震台站的M_D公式。同时给出全省通用的水平向、垂直向M_D计算公式。     

水面蒸发与散热系数公式研究(一)

根据自1976年以来全国水面蒸发与散热研究协作组在我国各典型地区的原体与室内实验资料和大量水文站历史资料,通过理论分析和统计检验,确定丁影响水面蒸发的诸因子及其非线性相互作用,引入了新的无量纲参数(w_e、Pv、Pe)和公式结构,用实测资料统计确定厂公式中的常系数,得到了用开敞湖面一般水文气象资料计算逐日蒸发和散热系数的公式。经全国各典型气候带内各季节湖泊(水库)和受热污染水体上原体观测和室内专题实验共1860组口平均资料检验,公式的精度高于现有其他公式。全文分两部分,这是第一部分,内容包括:影响水面蒸发的土要无量纲参数;感热输送和大气饱和度对蒸发影响的修正;水面蒸发计算公式的结构及其经验系数。     

电子束流激发的电子声波数值模拟

通过一维静电粒子模拟程序研究了电子束流不稳定性,其中束流电子的温度远大于背景电子的温度.结果发现,所激发的波动主要是电子声波,波动的演化经历了线性增长和非线性饱和两个阶段.在非线性饱和阶段,由于电子声波相速度随频率是变化的,它可以通过非线性相互作用将背景比较冷的电子加速到很高的能量.此外,还研究了束流电子的温度、束流电子和背景电子的相对密度以及束流电子的漂移速度对电子束流不稳定性的影响.     

火星电离层电子浓度昼夜变化特性研究

本文利用MAVEN卫星Langmuir Probe and Waves（LPW）仪器的在轨电子浓度探测数据,研究了火星电离层电子浓度随太阳天顶角（Solar Zenith Angle,SZA）的变化以及昼夜电子浓度变化的异同.基于2014年至2017年期间MAVEN的电子浓度数据,我们发现：在200 km以下,白天电离层电子浓度主要受光化学平衡控制,由于白天光电离过程使得昼夜电子浓度差异较大,此时电离层昼夜传输能影响到的最大范围约在SZA=110°;而在200 km以上,白天电离层受输运过程控制,此时昼夜电子浓度差别较小,电离层昼夜间电子浓度变化较为缓慢.通过研究MAVEN在deep-dip（低高度深入探测）期间的电子浓度数据,我们发现火星磁场会显著影响夜间200 km以下的电子浓度分布结构,强磁场中闭合磁力线对电子沉降过程的阻碍作用使得在夜间该区域的电子浓度小于相邻区域.同时,通过比较deep-dip期间昼夜电子浓度随高度的变化,发现夜间电子沉降作用的影响可能主要集中在160 km以下.     

电离层声重波引起的高频多普勒频移

本文给出了电离层中存在电离运动时的高频无线电波的多普勒频移的表达式,讨论了用高频多普勒阵研究电离层声重波扰动有关的若干电波传播问题。     

Analysis of microwave ducting in an inhomogeneous troposphere

Summary Theory for the transmission of electromagnetic waves in a non-uniform troposphere is presented. The atmospheric refractive index is allowed to vary both with height and range. The formulation is facilitated by the fact that the field within a piecewise (laterally) uniform section can be represented by a discrete sum of modes that are orthogonal in the transverse plane. Using the appropriate radial wave functions, mode conversion at a junction between two laterally uniform sections is considered. The analysis is then extended to multi-section structures. A few typical profiles of refractive index are examined numerically for both uniform and non-uniform models. One of the important findings is that the lateral non-uniformities in an elevated duct will enhance the overall transmission for ground-based transmitting and receiving antennas.     

A Review of Higher Order Ionospheric Refraction Effects on Dual Frequency GPS

Higher order ionospheric effects are increasingly relevant as precision requirements on GPS data and products increase. The refractive index of the ionosphere is affected by its electron content and the magnetic field of the Earth, so the carrier phase of the GPS L1 and L2 signals is advanced and the modulated code delayed. Due to system design the polarisation is unaffected. Most of the effect is removed by expanding the refractive index as a series and eliminating the first term with a linear combination of the two signals. However, the higher order terms remain. Furthermore, transiting gradients in refractive index at a non-perpendicular angle causes signal bending. In addition to the initial geometric bending term, another term allows for the difference that the curvature makes in electron content along each signal. Varying approximations have been made for practical implementation, mainly to avoid the need for a vertical profile of electron density. The magnetic field may be modelled as a tilted co-centric dipole, or using more realistic models such as the International Geomagnetic Reference Field. The largest effect is from the second term in the expansion of the refractive index. Up to several cm on L2, it particularly affects z-translation, and satellite orbits and clocks in a global network of GPS stations. The third term is at the level of the errors in modelling the second order term, while the bending terms appear to be absorbed by tropospheric parameters. Modelling improvements are possible, and three frequency transmissions will allow new possibilities.     

南极中山站电离层的极区特征

本文利用1996年的电离层数字测高仪DPS-4所测的f0F2、f0E以及美国NOAA和DMSP卫星观测估算的半球功率指数和午夜极光区赤道侧边界纬度等资料,考察中山站电离层的极区特征。结果表明,在太阳和地磁宁静环境下,冬季极夜磁正午中山站处于极隙区中心时,电离层内的电离密度达全天的最大值;上、下午各有数小时间隔位极光带内时,高能粒子的电离作用也很重要;夜间进入极差区后,电子密度则很低。夏季极昼时,太阳EUV辐射的电离效应使电离层电离密度比冬季值大许多,而且,日变化的最大值时间也提前了1~2h,强磁扰时,极隙区和极光带均向低纬侧移动;中山站上空的电子密度会大幅度下降。在中等扰动环境下情况要加复杂：磁正午前后极隙区内软粒子沉降的电离强度有所减小,而上、下午极光区的高能粒子电离则有较大增加。     

双侧向电阻率测井反演算法研究

双侧向测井仪因其激励源的复杂性给其测量数据的反演带来了极大的困难．本文利用变形玻恩（Born）迭代法对轴对称二维非均匀介质中双侧向测井仪的位场数据进行了严格反演．在每一次迭代过程中采用了高效数值模式匹配的正演计算方法,它可半解析地求出反演中所需计算的格林（Green）函数及其偏导数,同时利用所推导出的位场非线性积分方程中积分运算的半解析形式,大大提高了计算效率和反演质量．通过反演实例表明,反演结果与电导率原状剖面吻合较好,并且受噪声影响较小．     

Variations in the index of refraction of the atmosphere

Summary This paper discusses the atmospheric refractive index (a) throughout the year at the surface of the earth and (b) for each season in various air masses. Mean monthly or seasonal values, respectively, are employed.The annual variation in the refractive index at the earth's surface is examined by noting the contributions of the optical and the water vapor terms. The former exhibits a sinusoidal variation with a period of a year, having a maximum in winter and a minimum during summer. The amplitude of the cycle is latitude dependent, appearing greater in polar than in tropical regions. The magnitude of the water vapor term is more strongly dependent upon both season and latitude. Excepting areas where the dew point changes little from month to month, the water vapor term attains a single yearly maximum at about mid July.Graphs of the variation of refiactive index with altitude for the major air masses are included. Highest values of the index up to a height of 6 km are found in tropical maritime and monsoon air masses; lowest values, in arctic air masses. The rate of decrease of refractive index with height is usually quite different for diverse air masses. From the surface to an altitude of 6 km, the most constant rate of decrease with altitude, considering all air mass types, was found in the superior air mass.     

尘埃等离子体微波衰减常数的理论分析

将固体火箭喷焰看作弱电离尘埃等离子体,在统计理论框架下,通过求解含碰撞项的Blotzmann方程和Shukla方程,给出了弱电离尘埃等离子体复电导率和衰减常数计算公式,提出了充电响应因子的概念.将固体火箭喷焰的有关参数代入计算表明,衰减常数同时受电子和尘埃粒子浓度以及尘埃粒子半径的影响.理论的分析与实验所观测到的现象一致.     

Derivation Of Refractive Index And Temperature Gradients From Optical Scintillometry To Correct Atmospherically Induced Errors For Highly Precise Geodetic Measurements

Refraction effects of optical beams are generally caused by an inhomogeneous propagation medium and are a major source of systematic errors in the precise optical determination of angles and distances in the atmospheric surface layer. In this contribution a method for deriving vertical temperature and refractive index gradients from optical scintillation is presented. Knowledge of these gradients is required for the compensation of atmospherically induced errors for highly precise terrestrial geodetic measurements, like direct transfer and levelling. The advantage of the present optical method is, that temperature and refractive index gradients can be derived as line-averaged values over the propagation path, which is not possible by meteorological point measurements. Field observations have been carried out with a displaced-beam scintillometer over flat terrain and under different atmospheric conditions in order to verify this method. The experiments show, that this method allows to derive accurate correction values for precise terrestrial geodetic measurements.     

磁流体冲激波在非均匀磁场中的传播

本文应用Chisnell- no方法,求解了在理想介貭中,垂直磁流体冲激波在非均勻磁場中的传播問題。这种方法,把非均勻介貭分解成无限小的弱間断面,根据气体动力学中波与間断面相互作用的原理,算出激波通过弱間断面时的强度变化,然后用积分求得激波通过整个非均勻区时的强度变化。作者引入了激波的特征速度（它是激波在波前后介貭中传播速度的几何平均值）作为輔助参量,得到形式上比較簡单的激波传播方程。然后考虑了磁压力远大于气体压力的强磁介貭中的激波传播問題,并进行了数值积分。采用的介貭密度模型有三种:（1）阿尔芬波速为常数;（2）密度不变;（3）密度与磁場强度成正比。計算結果表明:当激波由弱磁場向强磁場传播时,激波的强度逐漸变弱。其中,在阿尔芬波速为常数的介貭中,激波强度的衰减最为緩慢;在密度不变的介貭中,激波强度的衰減最为迅速;而在密度与磁場成正比的介貭中,激波强度的衰減則介乎上述两种密度分布之間。作者联系磁流体冲激波在地球外层空間的传播問題进行了討論,密度的模型采取大气啃昔的观測結果（卽上述第三种密度分布）,并进行了适当的外推,估計了在十个地球半径处的磁流体冲激波传到地面时的强度,求出了激波在地面引起的磁場变化与激波初始速度之間的关系。根据上述簡化模型,計算結果表明,在十个地球半径处初始速度为10⁸厘米/秒的激波,传到地面引起的磁場变化大約为60伽（亻馬）,这个数值的量級恰好与中低緯度强磁暴的急始变幅相符。     

磁铁温度系数及感应系数的测定

測定磁棒磁矩的溫度系数时,用了一个电流綫圈以抵消磁矩变化的影响,因而簡化了計算工作。測定磁棒的綫膨胀系数时,利用現有設备及一个比較簡单的装置,得到了相当准确的結果。測定磁棒感应系数使用的螺綫管（納尔逊法）中磁場的均勻性,在纵方向及横方向都作了核算,因而对它們的影响,能进一步加以估計。綫圈及其他磁强計附加装置也还准确而簡单易制。