基于全球超导重力仪观测研究海潮和固体潮模型的适定性

利用国际地球动力学合作观测网络中20个台站22个高精度重力潮汐观测系列综合研究了目前使用的海潮和固体潮模型的适定性. 对原始观测数据实施仔细的预处理, 利用国际标准算法计算了潮汐重力参数. 基于负荷理论和不同全球海潮模型获得了8个主波的重力负荷矢量, 用二维平面插值技术获得了14个小波的负荷改正值. 顾及不同潮波振幅特征, 提出了计算台站平均观测残差和剩余残差矢量的“非等权均值法”, 分析了海潮负荷改正的有效性和振幅因子与理论模型间的差异, 同时还讨论了仪器标定问题. 获得了经海潮负荷改正后全球各台站平均潮汐重力参数, 结果说明观测与理论模型间的差异小于0.3%, 最大仪器标定误差不超过0.5%. 另外文章还用地表重力实测数据证实了Mathews理论中相对于周日O₁波而言, K₁波相位滞后略呈正值的结论.     

琼中台重力非潮汐变化气压与海潮负荷改正

本文对琼中台连续重力观测数据进行收集整理并处理,基于处理后的数据,进行了潮汐分析和非潮汐分析。潮汐分析采用VAV调和分析方法;非潮汐分析则分别进行了零漂改正、固体潮改正、气压改正和海潮改正。其中,零漂改正采用一般多项式拟合零漂的方法;气压改正采用VAV软件;海潮改正运用SPOTL程序,以NAO.99b潮汐模型计算了琼中台海潮负荷值。最终获得了改正后的琼中台重力非潮汐变化,结果表明琼中台的重力气压导纳值为-0.34×10^-8m/s²/mbar,气压改正幅度约为10×10^-8m/s²,海潮改正幅度约为5×10^-8m/s²。改正后,琼中台重力非潮汐变化数据,比仅进行零漂固体潮改正后的重力非潮汐变化数据中的潮汐信号更加微弱,说明进行海潮改正后的效果是明显的,该方法可进一步去除其中的潮汐信号。     

中国大陆精密重力潮汐改正模型

利用理论和实验重力固体潮模型,充分考虑全球海潮和中国近海潮汐的负荷效应,建立了中国大陆的精密重力潮汐改正模型.结果表明,采用不同的固体潮模型会对重力潮汐结果产生相对变化幅度小于0.06％的差异;在沿海地区海潮负荷的影响约为整个潮汐的4％,而中部地区约为1％,其中中国近海潮汐模型的影响约占整个海潮负荷的10%,内插或外推潮波的负荷约占海潮负荷的3％.通过比较实测的重力数据表明,本文给出的重力潮汐改正模型的精度远远优于0.5×10^-8 m·s^-2,说明了本文构建的模型的实用性,可为中国大陆高精度重力测量提供有效参考和精密的改正模型.     

武汉台重力潮汐长期观测结果

采用武汉台超导重力仪(SG C032)14年多的长期连续观测资料,研究了固体地球对二阶和三阶引潮力的响应特征,精密测定了重力潮汐参数,系统研究了最新的固体潮模型和海潮模型在中国大陆的有效性.采用最新的8个全球海潮模型计算了海潮负荷效应,从武汉台SG C032的观测中成功分离出63个2阶潮汐波群和15个3阶潮汐波群信号,3阶潮波涵盖了周日、半日和1/3日三个频段.重力潮汐观测的精度非常高,标准偏差达到1.116 nm·s^-2,系统反映了非流体静力平衡、非弹性地球对2阶和3阶引潮力的响应特征.结果表明,现有的武汉国际重力潮汐基准在半日频段非常精确,但在周日频段存在比较明显的偏差,需要进一步精化.对于中国大陆的大地测量观测,固体潮可以采用Dehant等考虑地球内部介质非弹性和非流体静力平衡建立的固体潮理论模型或Xu 等基于全球SG观测建立的重力潮汐全球实验模型作为参考和改正模型,海潮负荷效应应该采用Nao99作为改正模型.     

武汉超导重力仪观测最新结果和海潮模型研究

利用武汉台站GWR_C032超导重力仪观测资料,在对原始数据进行有效预处理的基础上作调和分析,获得反映地球内部介质特征的重力潮汐参数.基于卫星测高技术和有限元方法同时考虑验潮站数据作约束条件获得的多个全球海潮模型,利用负荷理论和数值褶积积分技术计算了重力负荷,对周日和半日频段内的重力潮汐参数实施负荷改正,提出了“负荷改正有效性”概念,研究了全球海潮模型适应性.数值结果说明,海潮改正的有效性高达91%（O1,NAO99）和92%（M2,ORI96）.基于11个海潮模型对主波（O1,K1,M2和S2）的负荷改正说明平均有效性为（86%,70%,73%和84%）,振幅因子与理论模型间的差异分别从（212%,155%,116%和080%）降到（031%,039%,034%和008%）,同时还说明利用NAO99和ORI96全球海潮模型能获得比其他模型更佳的负荷改正效果.文章还利用国际地球动力学计划网络其他7个台站的超导重力仪观测研究了全球海潮模型的适定性问题,结果说明不同模型中不同潮波具有明显的区域特点,早期构制的SCW80全球海潮模型仍可作为大地测量研究中的重要参考模型.     

用东海和南海潮汐资料修正全球海潮模型对中国及邻区重力场负荷计算的影响

利用11个全球海潮模型和中国东海及南海近海潮汐资料,计算了海潮负荷对中国及邻区重力场的影响,进而讨论了用近海潮汐资料修正全球海潮模型对负荷结果的影响. 结果表明, 用近海潮汐资料修正全球海潮模型对沿海地区的负荷计算影响较大, 因此在计算海潮负荷对沿海台站的影响时, 必须顾及近海潮汐效应. 计算M2波海潮负荷时, 选择CSR4.0, FES02, GOT00, NAO99和ORI96海潮模型, 则对于内陆大部分台站负荷的近海效应在0.1times;10-8m/s2量级; 而计算O1波时, 如选择AG95或CSR3.0模型, 则在0.05times;10-8m/s2量级. 这说明模型中的各个潮波在我国沿海的准确性并不是一致的, 因此模型的选择是比较复杂的.      

陆态网络连续重力站近期潮汐观测精度讨论

重力潮汐观测在全球潮汐模型的建立、重力扰动信号识别等工作中具有重要作用,而潮汐观测精度是完成这些工作的基础。本文利用中国大陆构造环境监测网络10个重力站3年的重力固体潮数据计算了观测潮汐模型。在与历史已有结果进行比较后,分析了观测潮汐模型精度以及环境对精度的影响。结果表明,10个站观测潮汐模型的M₂波潮汐因子中,误差最优为0.00014,主要潮波平均精度优于0.0010,高于20世纪80～90年代弹簧重力仪0.5～1个数量级,部分站点的精度可达早期超导重力仪水平,而与现代OSG型超导重力仪精度相差0.5～1.0个数量级。利用重力站中最优观测潮汐模型进行潮汐改正,潮汐改正精度指标（DRMS）可达±（0.2～0.3）×10^-8m/s²,稍优于DDW/NHi理论潮汐模型结果（±（0.3～0.6）×10^-8m/s²）。10个重力站均表现出了观测优于理论模型的特点。观测环境和场地的干扰会导致观测潮汐模型的精度下降,部分台站受环境变化和观测系统本身老化等不稳定因素干扰,其观测潮汐模型精度下降。DRMS自（0.1～0.2）×10^-8m/s²增至（1.0～1.7）×10^-8m/s²。     

南极中山和长城站重力潮汐观测研究

利用3台LaCoste-Romberg型弹簧重力仪（G-589、ET-20和ET-21）在南极中山站和长城站的长期重力潮汐观测资料，在武汉国际重力潮汐基准上精密测定了中山站和长城站的重力潮汐参数，其中主波振幅因子的标准偏差优于0.5％．各潮波的观测振幅在中山站比在长城站的小得多，两站周日潮（O1）的观测振幅因子相差约7％，而半日潮（M2）的观测振幅因子相差超过40％，气压和温度等气象因素的变化对观测结果的影响很明显．海潮负荷对两台站潮汐观测的影响非常显著，采用Schwiderski全球海潮模型对观测结果作海潮负荷重力改正．结果表明，经海潮改正后，各潮波的观测残差有较大幅度的减小，但是，由于采用的海潮模型没有顾及台站近区的海潮负荷效应，所以，O1 波的振幅因子对相应理论潮汐模型值之间存在大约4％（中山站）和9％（长城站）的偏差．      

厦门重力固体潮海潮负荷改正研究

厦门台重力固体潮观测长期受海潮负荷影响.应用重力固体潮观测资料进行地震预报和地球物理研究时,需要对其海潮负荷的影响和改正进行研究.本文应用TSOFT软件对厦门台弹簧重力仪五年的连续观测数据进行预处理,并采用Venedikov调和分析方法获得重力固体潮潮汐参数.基于DTU10、EOT11a、HAMTIDE11a、GOT4.7、FES2004、NAO99b、TPXO7.2和TPXO7.2atlas八个较新的全球海潮模型,结合osu.chinasea.2010和NAO.99Jb两个区域海潮模型,研究了厦门台的重力海潮负荷特征并对其进行海潮负荷改正.数值结果表明,经过区域海潮模型修正后的厦门台海潮负荷为7.3μgal.八个全球海潮模型对主要潮波的负荷改正有效性的差异不大.应用NAO.99Jb区域海潮模型修正的M2波剩余残差值比osu.chinasea.2010小.观测残差负荷改正有效性大致在40%~70%.统计对比O1、K1、M2波的残差平方和结果表明,对厦门台进行海潮负荷改正时,应用经NAO.99Jb区域海潮模型改正的NAO.99b全球海潮模型残差结果最小,经NAO.99Jb区域海潮模型改正的DTU10全球海潮模型次之.这可能与NAO.99Jb模型考虑日本沿岸验潮站资料有关.考虑高精度近海海潮模型的构建和验潮站资料的弥补以及数据预处理方法的改进,可以进一步提高厦门台的海潮负荷的改正效果.     

黄石台ORBES-81型伸缩仪观测结果的调和分析及海潮改正

本文对黄石台ORBES-81型石英伸缩仪的应变固体潮观测资料作了分析计算,其调和分析结果为:对O_1波,振幅因子0.4219,相位滞后6°36＇;对M_2波,振幅因子0.4256,相位滞后-4°42＇.同时,讨论了海潮引起的负荷潮汐应变的改正问题.模拟计算发现负荷潮汐应变与体潮应变大致为同一量级,文中列出了海潮改正后的结果,并作了讨论.最后,对黄石台伸缩仪的架设方位作了评价.     

Tidal estuary width convergence: Theory and form in North Australian estuaries

In order to better understand the relations between tidal estuary shape and geomorphic processes, the width profiles of 79 tidal channels from within 30 estuaries in northern Australia have been extracted from LANDSAT 5 imagery using GIS. Statistics describing the shape and width convergence of individual channels and entire estuaries (which can contain several channels) are analysed along with proxies for the tidal range and fluvial inputs of the estuaries in question. The width profiles of most individual channels can be reasonably approximated with an exponential curve, and this is also true of the width profiles of estuaries. However, the shape of this exponential width profile is strongly related to the mouth width of the system. Channels and estuaries with larger mouths generally exhibit a more pronounced ‘funnel shape’ than those with narrower mouths, reflecting the hydrodynamic importance of the distance over which the channel or estuarine width converges. At the estuarine scale, this ‘convergence length’ also tends to be higher in estuaries which have larger catchments relative to their size. No clear relation between the estuarine width convergence length and tidal range could be discerned within the Northern Australian estuaries although, when these data are combined with data from other studies, a weak relationship emerges. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

怀4井数字气氡固体潮潮汐效应初步研究

怀4井在首都圈项目工程改造中,设计了较符合该井气氡观测的井口装置,改造后观测到了气氡固体潮潮汐效应。本文对怀4井的水文地质概况及气氡观测的井口装置进行了阐述,对2003年1月份的气氡数字化观测资料进行了小波分析,提取了气氡固体潮汐的半日波和日波。     

高阶统计量在形变固体潮汐异常信息提取中的应用

将高阶统计量方法运用到形变固体潮汐资料处理中,对2006年4月9日山东莘县与河南濮阳交界的濮阳ML4.6地震前泰安地震台的潮汐形变观测资料进行了处理与分析。发现在地震前的一段时间内有异常信号介入,分析结果中的低点对地震异常信息的提取有指导意义。此方法能较好的提取潮汐形变短临异常。     

山西数字地下水位固体潮加卸载响应比与中强地震关系分析

运用加卸载响应比方法,计算和分析了山西省2008年以来数字化地下水位固体潮观测数据,并选取大于2倍加卸载响应比值作为异常判定指标,将山西及周边地区发生的ML≥4．0地震的参数与井水位固体潮响应比异常变化对比分析。结果表明,山西地区9口数字水位观测井的地下水位固体潮加卸载响应比异常变化与附近的地震活动存在不同程度的对应关系。从而说明,利用井水位固体潮观测的加卸载响应比是一种能有效识别和提取地震前兆的方法。     

祁县井水温和水位的奇异潮汐关系探讨

Tidal phase of water temperature in Qixian well, Shanxi Province is ahead of water level, which is different from the normal tidal relationship between water temperature and water level. Observation curves of this phenomenon are introduced in this paper, and co-seismic response data of water temperature and water level are used to check the thermometer time system, confirming that this phenomenon is true. Using the harmonic analysis method, variations of time difference between water temperature and water level for the M2 wave are worked out, which indicates that this phenomenon exists during the whole observation. According to the variations of phase lags for water temperature and water level, and the survey of observation conditions, it is considered that the abnormal phenomenon may be related to inadequate passage of water caused by a well blockage at the depth where the water temperature probe was set.     

濮阳ML4．6级地震泰安地震台潮汐形变短临异常的识别

将倾斜固体潮Nakai拟合检验、倾斜潮汐变化分析引入潮汐形变资料处理中,对2006年4月9日山东莘县与河南濮阳交界的濮阳ML4．6级地震前泰安台的潮汐形变观测资料进行处理与分析,发现在地震前十天左右,泰安地震台出现潮汐形变地震短临异常,异常信号就是我们想要得到的地震前兆信息。     

Tidal simulation revisited

Ocean Dynamics - Accurate representation of tides is a pre-requisite for simulating many complex coastal processes. This study examines several most important factors for rigorous validation of...     

海潮对海南观测井水位记录的影响

掌握低纬度沿海地区海潮、理论固体潮、观测井水位观测曲线的日变特征及表现形式,使用快速傅里叶变换分离各谐波,提取优势频率,分析海潮对海南地区观测井水位观测数据的影响,发现距海岸线较近的向荣村井受海潮影响较大,水位观测曲线与海潮均表现为单峰单谷的日变特征。     

An observational study of energy balance in the atmospheric lunar tide

Analyses of satellite orbit-perturbation and altimeter data have been used in the past few years to evaluate sea-tide dissipation. A value of about 2.5 TW for the M₂ tide is emerging from this work, which for the first time has placed our knowledge of sea-tide energy balance on a firm observational basis. A comparable improvement for the air tide is not yet possible, but an energy-balance estimate of M₂ air-tide dissipation is made here from the best available spherical-harmonic analysis of the lunar barometric tide, namely that of 1969 byHaurwitz andCowley. Full account is taken of the flux of tide energy from the ocean, by means of sea-tide elevation derived from satellite data, and effects of sea-tide attraction and load are included. The result of this observational assessment is an M₂ air-tide dissipation of about 10 GW maintained almost entirely, on the average, by the sea tide.     

福建省地倾斜固体潮特征及其动力学分析

利用福建地区厦门、漳州、莆田、南平、龙岩5个台站地倾斜固体潮观测资料,分别计算了地震平静期的倾斜固体潮潮汐变化特征量,并进行了对比分析;除此之外还对固体潮特征进行了地球动力学分析。结果表明,沿海地区海潮是决定倾斜固体潮特征的主要因素。