青藏高原GRACE卫星重力长期变化

本文采用最新的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)(RL05)数据,通过水文模型(Global Land Data Assimilation System, GLDAS与Climate Prediction Center, CPC)扣除土壤水及雪水的影响,利用Paulson提供的冰川模型结果扣除GIA(Glacial Isostatic Adjustment)的影响,采用尺度因子的方法减少数据处理过程中误差的影响,最终基于最小二乘计算方法得到2003—2013中国及周边地区长期性重力异常变化情况.结果发现青藏高原有较为明显的重力上升信号,我们认为该信号可能由印度板块俯冲欧亚板块导致青藏高原地壳增厚所引起.接着依据GPS观测结果和艾黎均衡假说构建了地壳形变模型并通过直立长方体模型予以正演模拟分析.以班公湖—怒江断裂带为界将青藏高原划分为南北两大区块,结果显示青藏高原重力异常大致以0.2 μGal·a-1的速率在递增,小于GRACE得到的0.3±0.08 μGal·a-1的增长速率(对应于地壳增厚速率约3 mm·a-1),剩余未解释部分可能与湖水、冰川因素、冻土因素等有关.该结果对于认识青藏高原隆升动力学有一定参考意义.     

丽江7.0级地震过程的重力变化与小波分析

利用小波分析方法对云南西部地区的多期重力观测资料进行了计算,并将 计算前后的重力结果进行了对比分析,同时讨论了不同阶的小波分解结果的物理意 义及其与地震之间的对应关系．由对应于地壳浅层物质状态变化的一阶小波分解所 得结果显示,在地震前的１９９２～１９９３、１９９３～１９９４、１９９４～１９９５年等多期重力变化中 震源附近都有一定的异常,特别是１９９５～１９９６年的同震变化更加明显。而反映地球 深层物质状态变化的重力二、三阶小波的分解结果虽然对地震过程有一定的响应,但 不是特别明显,这与丽江７．０级地震发生在浅层（深约１０ ｋｍ）是一致的。     

用小波分析提取重力固体潮

地球固体潮观测对验证各种地球模型、研究地球内部构造具有重要意义,可为地震预报提供重要的参考依据.BBVS-120甚宽带地震计具有较低的自噪声水平,在低频端输出信号的频率很低,涵盖固体潮信息频带范围.本文提出:BBVS-120地震计输出信号中存在周日波、半日波和1/3日波的固体潮信号,利用小波分析,提取垂直分量中的重力固体潮信号,并作调和分析.     

中国重力异常的小波变换与多尺度分析

阐述了小波变换及多尺度分析方法的原理,利用二维小波多尺度分析方法对中国布格重力异常进行了分解,并从其中划分出有意义的剩余异常．模型结果证明方法有效．由于本文方法可以将重力异常分解成各种几何尺度意义下的不同成分,这为重力解释和研究地壳的结构提供更多更新的依据．     

GRACE和地面重力测量监测到的中国大陆长期重力变化

自2002年以来,GRACE卫星探测计划可提供高精度的时变地球重力场,用以探测地球系统的物质分布.自1998年中国大陆重力监测网建立以来,利用FG5绝对重力仪和LCR-G型相对重力仪每2年对该网进行重复测量获取重力场时变信息.基于此,本文利用GRACE和地面重力测量获得了中国大陆重力场的长期年变率,利用位错理论根据USGS发布的断层模型计算了2008年汶川Ms8.0级地震的同震重力变化并进行了300 km高斯滤波.GRACE卫星重力和地面重力结果均表明华北地区地下水流失严重,在绝对重力基准站上,GRACE卫星重力与绝对重力变化率较为一致,汶川区域的地面重力变化结果可视为大地震前兆信息.     

中国重力异常的小波变换与多尺度分析

阐述了小波变换及多尺度分析方法的原理，利用二维小波多尺度分析方法对中国布格重力异常进行了分解，并从其中划分出有意义的剩余异常．模型结果证明方法有效．由于本文方法可以将重力异常分解成各种几何尺度意义下的不同成分，这为重力解释和研究地壳的结构提供更多更新的依据．     

重力潮汐改正

高精度重力测量迫切要求提高重力潮汐改正的精度,本文应用现有的我国重力潮汐观测成果和海潮重力负荷改正计算结果,提出一组重力潮汐改正的实用计算公式。并且根据计算误差要求小于±1μGal的条件下,将我国划分为四个区,与合适的计算式相对应。此外,对近年来国外学者所提出的理论重力潮汐改正计算公式进行了评述,尤其对过去不曾注意的潮汐永久项（M0S0波）在潮汐改正中的影响进行了较详细的讨论。最后还对目前海潮负荷改正的精度提出了一些看法。     

主磁场长期变化十年至百年尺度的周期

本文运用小波变换技术,通过分析历史地磁场模型gufm1（时间跨度从1590~1990年）,考察主磁场长期变化场（B场）的周期性.结果表明,B场总磁极强度存在三个主要的周期分量：稳定的30年周期,在偶极子场的赤道分量g11和非偶极子场中较常见;频散的准50年周期,主要是由轴向偶极子分量g01贡献的,此外,四极子场也有贡献;世纪尺度的110年周期,其强度会发生变化,主要来源于偶极子场的赤道分量以及八极子场.     

北京站重力潮汐分析及海潮负荷效应

采用引潮势和海潮潮族作为输入函数,对北京实测的重力潮汐进行了响应分析,将频率相同的引潮力产生的重力天文(引力)潮和海洋潮汐负荷效应产生的重力负荷潮分离开.再对重力天文潮和负荷潮进行调和分析,得到北京重力天文潮和负荷潮的平均变幅分别为121.5和7.5微伽.海洋潮汐的负荷影响为北京重力天文潮的6.2%.     

Wavelet approach to the determination of gravity tide parameters

A new approach is proposed for the determination of gravity tide parameters.Three pairs of compactly supported wavelet filters are introduced in the approach.They can efficiently extract the objective tides from the gravity observation series.The new approach guarantees a direct and precise analysis on the tidal gravity records of any sampling length.The new approach is applied to the harmonic analysis on Wuhan superconducting gravimeter records.The results clearly show the resonant effects of the Earth Nearly Diurnal Free Wobble (NDFW).     

CHAMP卫星主磁场长期变化和长期加速度的分布特征

本文利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代地磁场模型POMME-4.2S,分析了全球和中国地区地磁长期变化X、Y、Z、H、F、J、D 7个分量以及长期加速度X、Y、Z3个分量的分布特征,比较了POMME-4.2S长期变化模型与中国长期变模型CGRF-SV的磁异常分布差异.主要结果表明,地磁长期变化磁四极子起主要贡献,长期加速度变化磁八极子贡献最大.2004.0年全球长期变化的减小要比增加大得多,地磁场总体在减弱.长期加速度在中低纬度地区变化较大,高纬度地区变化小.Z和Y分量磁异常沿经度方向正、负交错形成几个大片区,X分量主要正负磁异常成对分布于赤道两侧.长期加速度X、Y、Z3个分量的磁异常分布存在明显的关系:在Z异常焦点的南北两边出现X的异常焦点,东西两边出现Y的异常焦点.中国地区的长期变化和长期加速度变化量小,分布相对均匀.     

The secular variation of the geomagnetic field in Egypt in the last 5000 years

The palaeo-intensities (F _a) of the geomagnetic field in Egypt at some ages are determined by archaeomagnetic measurements and found to be:F _a=36.2 T at 3100 B.C., F_a=46.8 T at 3000 B.C.,F _a=36.5 T at 2780 B.C., 49.0 T at 2500 B.C., 36.4 T at 2200 B.C., 57.5 T at 1990 B.C., 62.1 T atca 1400 B.C., 61.5 T at 1400 B.C., 69.9 T at 600 B.C., 59.3 T at 550 B.C., 79.9 T at 460 B.C., 73.7 T at 450 B.C., 69.7 T at 320 B.C., 56.2 T at A.D. 50, 64.9 T, at A.D. 400, 54.4 T at A.D. 300, 57.5 T at A.D. 700 and 43.0 T at A.D. 1975.The palaeo-inclinations (I _a) at some ages are found to be:I _a=24.2° at 420 B.C., 44° at A.D. 50, 60.7° at A.D. 703 and 42° at A.D. 1795.The measured values ofF _a are affected by the anisotropy of magnetic susceptibility of the samples by 13% to 20% of the expected correct value. The suitable correction of this effect is by multiplyingF by 1/((1+0.2(/90)) andF by 1/((1–0.13 (/90)), whereF andF are the resultant values ofF _a if the laboratory field is perpendicular or parallel to the wall of the sample during the Thelliers' experiments, respectively, and is the angle between the direction of natural remnant magnetization of the sample and the direction of the laboratory field.The results of this paper, together with the previous results for Egypt and the neighbourhoods, lead to the production of the secular variation curve of the geomagnetic field in Egypt for the last 5000 years. The intensity of the field shows a periodicity of about 400 years with multiples.     

地磁场长期变化和日长十年尺度变化的周期特征

根据历史地磁场模型GUFM1、第10代国际参考地磁场（IGRF10）模型和日长资料,采用小波变换方法,分析了地磁场磁矩、能量、西向漂移等参数的长期变化和日长十年尺度变化的周期分量及其时变特征.结果表明,1800～2005年期间,偶极子磁场长期变化有82年和48年准周期分量,它们与日长变化的周期没有直接关系.非偶极子磁场参数的长期变化与日长变化有66年和32年准周期分量,66年准周期比32年准周期强.在66年准周期分量,西向漂移比日长变化超前8.8年,非偶极子磁场能量比日长变化滞后15.6年.日长十年尺度波动和地磁场长期变化的起源不存在因果关系.     

连续小波变换系数的主成分分析法及其重力固体潮应用

针对连续小波变换中各尺度系数间存在较大相关性的特点,建立协方差矩阵,用主成分分析法去除各尺度系数间的相关性,提取原信号中的主要频率成分。利用给定样本信号对该方法的有效性进行检验,同时,作为应用,利用该方法提取出重力固体潮信号中的半日波分量和日波分量,为信号特征频率提取提供了一种可行和有效的分析方法。     

Analyses on gravity variation before and after the Lijiang earthquake based on a finite rectangular dislocation model

The methods were discussed to calculate the gravity variation due to crustal deformation based on a model of dis-location on a finite rectangular plane.Taking the Lijiang Ms=7.0 earthquake as an example the calculating princi-ple of fault parameters were determined,and the results were given.Of particular interests were the characteristics of the gravity variations in different dislocation types.With comparison between the calculated results and the practical measurements,it was found that the model could to some extent account for the observations.But it failed to give explanations to the more far spatial gravity variation.     

地磁场长期变化速率的30年周期

地球主磁场B和它的长期变化都起源于地球外核的磁流体发电机过程,但是,它们的空间结构和时间演化特征却有很大差异. 本文采用全球平均的“无符号年变率”X〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、Y〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、Z〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、H〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗和F〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗来表征长期变化场〖WTHX〗〖AKB·〗〖WTBZ〗的总体强度,利用第9代国际参考地磁场模型IGRF 9,研究〖WTHX〗〖AKB·〗场的变化特征. 结果表明,在1900～2000年的100年当中,〖AKB·〗场经历了3幕变化,最大年变率分别发生在1910～1920、1940～1950、1970～1980年,显示出清晰的30年周期变化,而且,每一周期的上升段比其下降段短得多. 研究结果还表明,非偶极场对〖AKB·〗的贡献约为偶极场的2倍,因此,决定〖AKB·〗场周期特征的主要因素是非偶极场（特别是四极子场）,而不是偶极子场. 这一特点与主磁场B〖WTBZ〗中偶极场占绝对优势的特点完全不同.     

中国地区地磁急变特征对地磁场长期加速度的响应

研究中国地区地磁急变（jerks）和地磁长期加速度（secular acceleration,SA）的响应关系,有助于深入了解地磁急变区域特征,并为地磁急变的地核动力学起源研究提供有用信息.本文利用中国地磁台站观测数据和CHAOS-7磁场模型,研究了自2000年以来中国地区地磁急变和地磁长期加速度的时空响应关系.结果表明,地磁长期加速度在东半球和西半球有不同的变化特征.西半球加速度斑块主要出现在赤道附近,并呈现明显的西向漂移特征;而东半球加速度斑块则在南北和东西方向上来回运动.地磁急变与长期加速度斑块的强度和位置密切相关,地磁急变通常发生在地磁长期加速度强度（secular acceleration intensity,SAI）的极小值时期.自2000年以来,全球长期加速度强度大约在2006年、2009年、2012.5年和2016年达到极大值,而在2003年、2007年、2011年和2014年附近达到极小值.中国地区在2003年和2014年出现地磁急变,这两个年份既是东半球长期加速度强度的极小值时期,也是长期加速度正负斑块反极性的过渡时期.然而,在2007年和2011年,中国地区没有发生地磁急变现象,主要原因可能是这两个年份附近中国地区长期加速度正负斑块没有发生反极性变化,同时东半球长期加速度脉冲斑块主要分布在南半球,远离中国地区.这些脉冲斑块对中国地区地磁长期变化的影响主要表现为引起长期变化的小幅波动.

     

Archaeomagnetic secular variation in the UK during the past 4000 years and its application to archaeomagnetic dating

This paper examines the limitations and deficiencies of the current British archaeomagnetic calibration curve and applies several mathematical approaches in an attempt to produce an improved secular variation curve for the UK for use in archaeomagnetic dating. The dataset compiled is the most complete available in the UK, incorporating published results, PhD theses and unpublished laboratory reports. It comprises 620 archaeomagnetic (directional) data and 238 direct observations of the geomagnetic field, and includes all relevant information available about the site, the archaeomagnetic direction and the archaeological age. A thorough examination of the data was performed to assess their quality and reliability. Various techniques were employed in order to use the data to construct a secular variation (SV) record: moving window with averaging and median, as well as Bayesian statistical modelling. The SV reference curve obtained for the past 4000 years is very similar to that from France, most differences occurring during the early medieval period (or Dark Ages). Two examples of dating of archaeological structures, medieval and pre-Roman, are presented based on the new SV curve for the UK and the implications for archaeomagnetic dating are discussed.