青藏高原东缘深部地球物理与大陆动力学研究进展

经过数十年的努力,我国青藏高原深部地球物理与大陆动力学领域的研究呈现蓬勃的发展态势,取得了一系列研究成果.《地球物理学报》以青藏高原为专辑,集中在2017年6期刊发36篇文章,涵盖了青藏高原深部地球物理与大陆动力学方面的一批最新研究成果.这些工作涉及地震特性与大陆动力学、壳幔结构与地震各向异性、深部电性结构及密度结构等研究方向.本文将从这几个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,分享青藏高原深部地球物理与大陆动力学的研究成果.     

汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展——纪念汶川地震十周年

2008年5月12日汶川地震（M_S8.0）发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础.     

《地球与行星物理论评》稿约

1、本刊系中国地震局主管、中国地震局地球物理研究所主办、中国地震局地球物理勘探中心协办的地球物理与行星物理方面的学术刊物.双月刊.以国内外科技工作者及大专院校师生为读者对象,报道地球物理与行星物理前沿领域的研究进展.办刊宗旨:刊载地球与行星物理领域研究新思想、新技术、新进展,促进学术交流,推动学科发展,提高我国在该领域的科研水平.2、本刊涉及地球物理和行星物理的许多领域,包括地球物理学、行星物理学、空间物理学和大气物理学等.     

国家安全地球物理学的若干研究方向

世界多极化和经济全球化是一种必然趋势,和平与发展虽然是主流,但我国国家安全形势不容乐观,同样面临严峻的挑战.与国家安全相关的地球物理学研究领域很广,主要涉及空间物理学、大气物理学、军事海洋学、空间遥感物理与监测和固体地球物理学.在这些领域中存在众多需要解决的问题,本文列举了一系列亟需研究的重要问题.在此基础上,笔者归纳出国家安全地球物理学的若干研究方向是：（1）具有明显或潜在国家安全应用价值的地球物理理论、方法技术研究;（2）国家安全地球物理装备（仪器）设施研究;（3）国家安全地球物理学中的数据处理理论、方法和技术研究;（4）重大国家安全地球物理学问题研究.由于国家安全地球物理学的研究任务多种多样、且各有侧重,如海、陆、空和二炮,都有各自的研究重点,不能一概而论.以二炮部队所涉及的军事地球物理学研究而论,研究方向应包括：（1）军事情报侦测保障中的地球物理问题研究（包括侦测与反侦测）;（2）作战运用与保障（测地、气象、空间天气、遥感）中的地球物理问题研究;（3）与战略导弹部队作战相关的地球物理武器和地球物理战研究;（4）国防工程中的地球物理应用研究.     

地理信息科学:地理学的核心或是外缘?

地理信息科学作为具有外缘特征的交叉学科,传承了地理学的空间分析传统,并与信息地理学其他方向一起,将其他学科的技术方法(如大数据和人工智能)与地理空间特性相结合,探讨地理规律在普遍性和特殊性之间的平衡.同时,它处在地理学学科体系中的核心地位,从"夯实理论基础"以及"提升技术并推动应用"两方面使地理学更强大.     

强震前空间天气变化与地磁活动指数存在的问题

地磁活动指数( Dst)不仅是监测空间天气活动的重要参数,也是地震电磁研究中作为排除来自空间天气的"非震"信号的重要参数(Le et al,2011).Dst指数计算简便,具有连续性和时序性较好的优势,但其物理意义复杂,不能完全反映磁暴过程,且存在计算误差以及数学意义不明确等问题.如台站和暴时变化双重因素,可能会对Dst指数计算产生影响(Campbell,2004;Karinen et al,2006; Kamide et al,2007;Borovsky et al,2017).结合地磁活动指数,利用全球地磁台网地磁场观测资料(全球地磁台站分布见图1),分析多个强震事件在临震和震前半年所伴随的全球地磁场扰动及空间天气变化特征.     

第五次空间天气学研讨会暨中国科学院空间天气学研讨会

(2 0 0 4年 9月 1 9～ 2 5日 ,武夷山 )第五次空间天气学研讨会暨“中国科学院空间天气学研讨会” ,也是第一次国际日地系统气候和天气计划空间天气主题研讨会 (TheFirstChineseSpaceWeather/CAWSESSymposium) ,由国家自然科学基金委员会地球科学部和中国科学院主办 ,中国科学院空间科学与应用研究中心具体组织、承办 .出席会议的人数为 16 1人 ,其中院士 7人 .会议由中国科学院空间科学与应用研究中心魏奉思研究员和国家自然科学基金委员会地球科学部地球物理和空间物理学科主任于晟博士共同主持 ,各单元的学术报告由刘振兴院士和中国…     

地磁感应电流研究综述

因太阳活动而引起的地磁扰动,会在地球表面感生出地电场,从而在地表附近的导体系统中产生地磁感应电流(GICs).太阳表面的异常活动而引起的磁暴会导致强烈的GICs,严重威胁电信设备、电网、油气管道和铁路运输网络等基础设施系统的安全运行,已经成为最严重的空间天气灾害之一.因此,对GICs进行深入研究以建立对其做出迅速预测的能力,在科学和应用方面都有重要意义.本文综述了GICs的研究进展,从引入空间天气的概念开始,将GICs作为从太阳活动到太阳风再到地球扰动的空间天气链的最终环节;重点阐述了GICs的计算中所涉及的三个步骤:地球表面地磁场重建、感应地电场的计算,以及地面导体系统中GICs计算;对每一步骤中主要方法的相关原理和应用做了简要介绍与评估;最后总结了当前GICs的研究现状,并对未来GICs的研究方向与挑战进行了展望.     

太阳风暴的日冕行星际过程三维数值研究进展

如何能够提前几个小时到几天的时间预报空间天气不仅是空间天气研究的重要课题,而且也是现代科技发展对空间天气预报的重大需求.基于物理的以强大计算能力为基础的太阳风暴日冕行星际过程三维数值研究已经成为灾害性空间天气预报建模的重要手段,并在近几年取得了很大的发展.本文聚焦于背景太阳风状态和太阳扰动事件在行星际空间传播的三维数值...     

我国宇宙线空间物理学的进展

本文介绍了宇宙线空间物理学在我国的形成和主要研究内容,包括:(1)空间探测,有火箭探测、卫星探测;地面宇宙线台站观测;宇宙线的水下测量;(2)宇宙线空间物理学研究,有宇宙线的日地传输;宇宙线强度变化与CME事件;宇宙线的源物质与加速过程;宇宙线的地球物理效应.最后提到宇宙线与人体健康,特别是流行性感冒、大的太阳质子事件与地震现象、太阳宇宙线事件与天气和气候等的统计研究.     

近地空间环境的GNSS无线电掩星探测技术

从GPS/MET计划开始,基于GNSS的无线电掩星技术已成为一种强大的近地空间环境探测手段.截至到目前,已经有20多颗发射的低轨道卫星带GPS掩星接收机,其中COSMIC是首个专门用于掩星探测的卫星星座.这些掩星数据被广泛应用于气象预报、气候与全球变化研究、及空间天气监测和电离层研究.由于COSMIC的成功,相关合作单位目前正积极推动COSMIC-2计划,该计划将总共有12颗卫星,于2016年与2019年各发射6颗.COSMIC-2将携带一个高级的GNSS掩星接收机,它将接受GPS与GLONASS信号,并具备接受其他可获得信号源的能力(如中国北斗定位信号),其每日观测的掩星数量将是COSMIC的4~6倍.同时COSMIC-2还将携带两个空间天气载荷,加强空间天气的监测能力.本文以COSMIC与COSMIC-2计划为主线,对掩星的发展历史、技术要点进行了简单介绍,并简要综述了COSMIC取得的部分科学成果,同时对未来包括技术发展和众多的掩星观测进行了展望.     

Intracontinental basins and strong earthquakes

Introduction A M=8 earthquake occurred in the intracontinental Linfen basin on September 17, 1303. This is the Hongtong M=8 earthquake in Shanxi Province. It is the first recorded M = 8 earthquake since the Chinese historical seismic records had started. The earthquake killed 200 000 people (LI, 1960; XIE, CAI, 1983). The year 2003 is the 700th anniversary of the earthquake occurrence. In memory of the people died in the earthquake, for further improving earthquake prevention and disas…     

一种基于天基的瞬变电磁高分辨探测小尺度太空碎片的方法

目前,太空碎片的天基探测方法一般是激光雷达法.由于激光雷达的辐射频率一般为可见光或红外波段,在分辨厘米量级的太空碎片时具有一定的优势.但激光雷达在探测时也面临一些客观问题：即（1）难以捕捉快速移动的太空碎片;（2）对目标体穿透能力低;（3）外层空间的强干扰环境对激光雷达的不良影响等.这些问题在一定程度上限制了激光雷达在太空碎片探测方面的应用.本文针对太空碎片体积小、预警距离远和强干扰环境等特点,提出使用高性能瞬变电磁辐射源对远距离、小尺度的太空碎片进行探测.通过三维矢量有限元方法,分析了利用高性能瞬变电磁辐射源的优点,对比不同瞬变电磁辐射源的幅频特性,从发射机理上证明高性能瞬变电磁辐射源在辐射能力与频率带宽方面都优于传统瞬变电磁辐射源.并通过调整脉冲宽度,得到最适合探测本文太空碎片模型的辐射脉冲.最后通过电场分布图和多测道图对太空碎片的明显电场分异结果,证实了高性能瞬变电磁辐射源在探测远距离、小尺度太空碎片方面的有效性.     

Recent remote sensing applications for hydro and morphodynamic monitoring and modelling

It is not new to recognize that data from remote sensing platforms is transforming the way we characterize and analyse our environment. The ability to collect continuous data spanning spatial scales now allows geomorphological research in a data rich environment and this special issue [coming just eight years after the 2010 special issue of Earth Surface Processes and Landforms (ESPL) associated with the remote sensing of rivers] highlights the considerable research effort being made to exploit this information, for studies of geomorphic form and process. The 2010 special issue on the remote sensing of rivers noted that fluvial remote sensing articles made up some 14% of the total river related articles in ESPL. A similar review of articles up to 2017 reveals that this figure has increased to around 25% with a recent proliferation of articles utilizing satellite‐based data and structure from motion photogrammetry derived data. It is interesting to note, however that many studies published to date are proof of concept, concentrating on confirming the accuracy of the remotely sensed data at the expense of generating new insights and ideas on fluvial form and function. Data is becoming ever more precise and researchers should now be concentrating on analysing these early data sets to develop increased geomorphic insight, to challenge existing paradigms and to advance geomorphic science. The prospect of this occurring is increased by the fact that many of the new remote sensed platforms allow accurate spatial data to be collected cheaply and efficiently, reducing the need for substantial research funding to advance river science. Fluvial geomorphologists have never before been in such a liberated position. As techniques and analytical skills continue to improve it is inevitable that the prediction that remotely sensed data will revolutionize our understanding of geomorphological form and process will prove true, altering our ideas on the very nature of system functioning in the process. © 2018 The Authors. Earth Surface Processes and Landforms published by John Wiley & Sons Ltd.     

Modelling of space weather effects on pipelines

The interaction between the solar wind and the Earth's magnetic field produces time varying currents in the ionosphere and magnetosphere. The currents cause variations of the geomagnetic field at the surface of the earth and induce an electric field which drives currents in oil and gas pipelines and other long conductors. Geomagnetically induced currents (GIC) interfere with electrical surveys of pipelines and possibly contribute to pipeline corrosion.In this paper, we introduce a general method which can be used to determine voltage and current profiles for buried pipelines, when the external geoelectric field and the geometry and electromagnetic properties of the pipeline are known. The method is based on the analogy between pipelines and transmission lines, which makes it possible to use the distributed source transmission line (DSTL) theory. The general equations derived for the current and voltage profiles are applied in special cases. A particular attention is paid to the Finnish natural gas pipeline network.This paper, related to a project about GIC in the Finnish pipeline, thus provides a tool for understanding space weather effects on pipelines. Combined with methods of calculating the geoelectric field during magnetic storms, the results are applicable to forecasting of geomagnetically induced currents and voltages on pipelines in the future.     

Total solar irradiance variations

Total solar irradiance has been monitored from space for nearly two decades. These space-borne observations have established conclusively that total solar irradiance changes over a wide range of periodicities—from minutes to the 11-year solar cycle. Since the total energy flux of the Sun is the principal driver for all Earths atmospheric phenomena, the accurate knowledge of the solar radiation received by the Earth and its variations is an extremely important issue. In this paper we review the long-term variations of total solar irradiance during solar cycles 21 and 22. We conclude that, within the current accuracy and precision of the measurements, the minimum level of total solar irradiance is about the same for both solar cycles 21 and 22.     

空间电磁环境研究在军事上的应用

由磁层、电离层和高层大气组成的近地空间系统是现代战争和未来战争活动的主要空间领域,地磁场和地球电磁环境与军事通信、遥感侦察、导航定位以及高空核打击等军事行动有着密切的关系.本文根据已经公开发表于学术刊物的材料,对比分析高空核爆炸产生的人工辐射带和天然辐射带的主要特点以及灾害性空间天气事件（如亚暴和磁暴）对空间飞行器的损害,简要介绍电离层骚扰和不均匀性对通信的影响,探讨地磁场在导航定位中的可能应用.     

基于广义回归神经网络的行星际/太阳风参数和地磁指数的紫外极光强度建模

极光卵极光强度的空间分布是太阳风-磁层-电离层能量耦合过程的重要表现,并且随着空间环境参数和地磁指数的变化而变化,是空间天气的重要指示器.建立合适的极光强度模型对亚暴的预测以及磁层动力学的研究具有重要意义.本文基于Polar卫星的紫外极光成像仪(Ultraviolet Imager,UVI)数据,采用两种不同的极光强度表征方法,即曲线拟合方法(从UVI图像数据中提取极光强度沿磁余纬方向上的曲线特征,Curve Feature along the Magnetic Co-latitude Direction of the Auroral Intensity,CFMCD_AI)和网格化方法(从UVI图像数据中提取极光强度的网格化特征,Gridding Feature of the Auroral Intensity,GF_AI),来构造极区极光强度特征数据库.然后,利用该数据库,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)构建了以行星际/太阳风参数(行星际磁场三分量、太阳风速度和密度)和...     

风云二号03批卫星空间环境监测器

风云二号卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,自1997年以来,01批与02批卫星空间环境监测器成功的业务运行获得了大量重要探测成果;在继承01批与02批产品研制技术的基础上,提高了03批空间环境监测器的探测性能指标和技术设计,更好地满足空间天气预警业务发展的新需求.本文对风云二号03批卫星空间环境监测器的新设计、关键技术研制和发射前的定标试验结果进行分析和讨论.