两次磁暴期间广东电网地磁感应电流的分析

地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current, GIC)会对低纬和赤道地区高压电网安全运行构成威胁.本文利用广东肇庆地磁台在2006年12月14—15日,2015年3月17日两个磁暴发生期间监测到的地磁场数据,研究和计算了广东500 kV电网两条输电线路上由地磁暴激发的GIC,并利用NASA Space Physics Data Facility网站提供的太阳风和行星际磁场数据分析了该区电离层赤道电急流(Equatorial Electrojet, EEJ).结果显示:广东500 kV电网输电线路易受地磁暴引发的GIC干扰.GIC除和输电线路的长度、线路所处的地貌特征、沿海输电线路遭受到的海岸效应有关外,赤道电急流在GIC的激发方面起着重要的作用.赤道电急流对GIC的影响发生在地磁暴的急始期,也发生于地磁暴的主相期,和行星际磁场B_z在太阳风动压增加时产生的南向偏转有关.     

电网磁暴灾害风险影响因素研究综述

磁暴是源自太阳磁场剧烈变化的地球空间效应,随着电网规模的增大和电压等级的增高,磁暴灾害已经成为诱发电网故障风险的威胁之一.研究电力系统磁暴灾害风险的影响因素可为预防与控制其引发的电网事故提供重要参考.在分析历史典型磁暴事件的基础上,剖析了磁暴诱发电力系统故障的机理,阐述了故障传播与电力系统响应的过程,总结了近年来关于影响电力系统的地磁感应电流水平及其产生的变压器无功损耗方面的研究成果,从磁暴本身的特点和电力系统的参数与结构两方面将影响因素分类.以GIC标准模型,通过改变磁暴扰动环境和电力系统参数,说明了各因素对电网磁暴灾害风险的影响程度,并比较了不同因素影响后果的差异,最后指出了尚未解决的问题和可能的研究方向.     

大地电导率横向突变处磁暴感应地电场的邻近效应

大地电性结构的横向变化会对磁暴时的感应地电流和地面电磁场产生影响.本文假设扰动地磁场变化的源为地面以上一定高度的面电流,以某一典型层状大地电导率结构为基础,构造含有电导率横向突变的地电模型.针对感应电流的方向与横向分界面平行的情形,采用伽辽金有限元法对电导率横向突变处的感应地电场进行了分析,揭示了电导率横向差异产生的趋肤效应和邻近效应的机理,针对与电性结构分界面平行的输电线路,从评估地磁感应电流的角度讨论了影响的严重程度和范围.     

中国西部地区地磁低点位移异常和磁暴与中强地震的关系

中国西部地区地磁低点位移异常和磁暴与中强地震的关系１资料的选取选取１９９０年至１９９４年３月陕西、甘肃、宁夏、青海、四川和西藏自治区发生的５级以上的地震，１９９０年到１９９４年２月在上述范围内地磁台站记录的Ｋ≥６的磁暴，１９９３年１２月１１日、１９９...     

地磁扰动的时空变化规律和产生原因：统计和模拟研究

地磁感应电流（Geomagnetically Induced Currents,GICs）是发生在地球表面的一种空间天气现象,对石油管道、电缆等长距离地面基础设施会产生不利影响.研究GICs的产生原因及其与太阳风驱动条件的关系对于预报灾害性空间天气具有重要意义.由于GICs的产生与地磁场扰动紧密相关,本文利用北半球100多个地磁台站的长期监测数据,统计分析了地磁扰动及其时间变化率（磁扰率）与各种太阳风参数/地磁指数之间的相关性,并以2013年3月17日的磁暴事件为例,采用全球空间天气模型框架（space weather modeling framework,SWMF）模拟了磁暴期间地磁场扰动在北半球的分布以及日地空间中各电流体系对地磁扰动的作用.研究结果表明：（1）中低纬度的地磁扰动北向分量B_x与表征环电流强度的SYM-H指数呈现较高的正相关性（相关系数CC=0.75）,高于它与亚暴AE指数以及其他太阳风参数的相关性,说明磁暴期间环电流是导致中低纬度北向磁场减弱的主因,而在平静期间东向的磁层顶电流是中低纬度北向磁场增强的原因;（2）地磁扰动率与太阳风动压、行星际磁场IMF B_z、亚暴AE指数或者磁暴SYM-H指数均没有强相关性;（3）高纬地区的磁扰率通常大于低纬地区,而较强的磁扰率倾向于出现在中等磁暴或者中等-强亚暴期间的中高纬地区;（4）SWMF模型能较好地反演地磁平静时的北向地磁扰动和磁暴时的东向地磁扰动;（5）磁暴期间,磁层电流对中低纬度北向地磁扰动的贡献最大,而电离层霍尔电流对高纬地区的北向地磁扰动有着很强的支配地位;另外,高纬地区的东向地磁扰动主要由霍尔电流控制,而中低纬地区则受制于场向电流.

     

减小直流输电对地磁观测影响的几种办法

随着经济建设的飞速发展,地震监测环境的保护越来越困难。各种干扰因素不断出现,有些干扰影响范围较小,可以设法避开;有些干扰影响范围较大,几乎无法躲避。直流输电对地磁观测产生的干扰其影响范围特别广,幅度特别大。我国于1989年建成了葛洲坝至上海南桥的±500KV~200A高压直流输电工程。2002年12月份从三峡至武进政平的±500KV~3000A直流输电工程也开始进入测试阶段,并于2003年7月开始正式运行。随着“西电东送”战略的确定,以后会有更多条超高压直流输电线路将建成(龚大卫等,2000;陈红军等,2001;吴元熙等,2000)。其中三峡至武进政平的…     

急始磁暴期间的地磁脉动

本文重点分析了在1989年3月13日发生的强急始型磁暴期间观测到的丰富的地磁脉动现象.文中列出各种地磁脉动发生的时间和波形曲线范例,并对各种地磁脉动做了傅里叶谱分析.这不仅可以帮助我们了解这些地磁脉动和磁暴的关系,而且能使我们进一步认识磁暴过程的能量传输实质.     

向家坝-上海特高压直流输电线路对地磁观测环境影响的试验研究

在向家坝上海±800 kV特高压直流输电线路2010年6月全电压全功率带电调试期间,进行多测点同步地磁观测试验.结果表明,只要直流线路在极导线上或大地里存在电流,就会对地磁观测产生影响,引起地磁垂直分量Z和水平分量H产生台阶型变化,且垂直分量Z影响更大.     

急始磁暴期间的地磁脉动

本文重点分析了在1989年3月13日发生的强急始型磁暴期间观测到的丰富的地磁脉动现象.文中列出各种地磁脉动发生的时间和波形曲线范例,并对各种地磁脉动做了傅里叶谱分析.这不仅可以帮助我们了解这些地磁脉动和磁暴的关系,而且能使我们进一步认识磁暴过程的能量传输实质.     

1991年3月24日磁暴期间南极地区地磁脉动的分析

重点分析了1991年3月24日在南极中山站和长城站观测到的丰富的地磁脉动现象,给出了各种地磁脉动发生的时间和主要特征,并对两站各种地磁脉动做了比较分析．这不仅可以认识磁暴期间南极地区向日面与背日面、高纬与中纬地磁脉动的不同表现,也帮助我们了解南极地区磁暴期间地磁脉动形态和磁暴过程的关系。     

基于中性原子通量数据的磁暴期间环电流研究

本文通过分析两次大磁暴期间的中性原子(ENA)通量数据,试图揭示环电流离子通量的变化规律,进一步探讨环电流的形成和损失机制,以及磁暴和亚暴的关系.两次磁暴期间ENA通量的变化呈现出一些重要的特征:(1)通量随能量的增高而快速降低,磁暴主相期间高能端通量所占比重增大;(2)通量比例曲线的起伏远比通量曲线的起伏要平缓;(3)通量的起伏与AE指数之间没有简单的对应关系;(4)磁暴恢复相开始前,ENA通量出现短时间的猛烈增长,特别是低能端通量的增长异常迅速;(5)Dst/SYM-H指数快速恢复期间,ENA通量的变化表现为两个完全不同的阶段:先降低,后增大.忽略影响ENA通量的其他次要因素,ENA通量的上述特征直接反映了环电流的发展规律.环电流离子通量随能量的增高快速下降,磁暴主相期间可能由于高能O+的增加使得能谱有所变硬.离子主要受南向行星际磁场(IMF)所引起的对流电场的驱动注入到环电流区域,通量的变化大体上是无色散的.亚暴活动与环电流的增长没有直接的因果关系,但亚暴活动会引起环电流离子通量的短时间尺度波动.恢复相开始前,环电流离子在昏侧区域发生堆积,使得局部离子通量变大.这可能是由于屏蔽电场的形成削弱了内磁层对流电场,造成离子在磁层顶的逃逸损失过程减弱.在Dst/SYM-H指数的快速恢复期间,环电流离子通量的衰减速度也可能发生阶段性变化.这说明Dst/SYM-H指数并不能准确反映环电流的强度,环电流的衰减过程可能具有比先快后慢更为复杂的阶段性模式.     

磁暴主相多阶发展行星际起因的初步分析

本文利用1998~2006年与磁云有关的80起中强磁暴(Dst*≤-50 nT),对其主相期间不同发展阶数磁暴的行星际起因进行了统计分析.重点研究了鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用以及其他复杂行星际结构在磁暴主相多阶发展中的相对重要性,并对导致磁暴主相增加一阶的行星际起因做了初步分析.统计结果表明:(1)有一半以上的中强磁暴主相具有多个发展阶段,其中一阶磁暴和多阶磁暴(包括二阶和二阶以上磁暴)在中等磁暴(-100 nTDst*≤-50 nT)中所占比例分别为53.8%和46.2%,在强磁暴(Dst*≤-100 nT)中所占比例分别为42.6%和57.4%;(2)随着磁暴主相发展阶数的增加,磁暴主相的平均持续时间也随之延长;(3)鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用、磁云与其他行星际结构共同作用都可能引起磁暴主相的多阶发展;(4)有46.5%的多阶磁暴是由鞘区磁场与磁云本体共同作用引起,有34.9%的多阶磁暴是由鞘区磁场单独作用和磁云本体单独作用引起,其余的多阶磁暴是由其他复杂行星际结构引起;(5)在鞘区磁场单独作用的事件中,鞘区磁场结构是影响磁暴主相多阶发展的重要因素之一;(6)磁暴主相的多阶发展与晨昏电场Ey、行星际磁场Bz南向分量的发展密切相关,随着Ey和Bz阶段性的发展,磁暴主相也呈现多阶发展的趋势,且每阶Dst*极小值与该阶Eymax和Bzmin有很好的线性相关性,线性耦合方程分别为Dstmin* =-34.62-11.89×Eymax 和Dstmin* =-5.90+8.50×Bzmin.     

The effect of magnetic field-free space on the acoustic behavior of budgerigars ( Melopsittacus undulafus )

The effect of magnetic field-free space (MFFS) on the acoustic behavior of budgerigar (Melopsittacus undulafus) is obvious. The daily frequency of their cries in uniform MFFS (UMFFS) and non-uniform MFFS (NMFFS) decreases by 44.7±10.0% as compared with that in the geomagnetic field (GMF) on the average. The occupation rate of protesting cries (R _op) in NMFFS decreases by 8.5%–20.3% as compared with that in GMF on the average and shows an adaptability variation. In 75% of the observation days, the R _op in UMFFS increases by 16.2%–23.3% as compared with that in GMF. As for the effect of MFFS on the rhythmic habits of budgerigars, only the ending time of crying is affected to certain extent, 67 minutes earlier than in GMF on the average. This paper is supported by the Chinese Joint Seismological Science Foundation.     

岩石磁组构对剩磁稳定性的制约探讨:以印支地块中生代碎屑岩和拉萨林周盆地设兴组红层为例

岩石磁组构因能提供磁性矿物晶体形状、排列方式等赋存信息而被广泛应用于判别岩石剩磁是否受到了后期构造应力的显著影响; 但常规岩石磁化率各向异性(AMS)是否能够准确限定岩石剩磁的稳定性, 目前尚无深入探讨.本文以印支地块Nakhon Thai盆地中生代Nam Phong、Phu Kradung和Phra Wihan组三套碎屑岩样品及拉萨地块林周盆地设兴组红层样品为例, 通过岩石磁化率组构和剩磁组构的对比分析发现, 尽管Nam Phong组绝大多数样品和Phu Kradung组全部样品的AMS组构显示其具有铅笔状至强劈理过渡型构造变形组构特征, 但高场等温剩磁各向异性(hf-AIR)显示其高矫顽力赤铁矿所携带的特征剩磁组构仍具有典型沉积组构特征, 表明其以赤铁矿为主的载磁矿物未遭受后期构造应力的显著影响, 仍然能够准确记录岩石形成时期的古地球磁场方向.另一方面发现有且仅有剩磁组构才是判别碎屑沉积岩特征剩磁是否遭受了后期构造应力影响的充分必要条件.也就是说, 如果岩石剩磁组构(如以赤铁矿为主要载磁矿物的岩石hf-AIR组构)指示其原始沉积组构已被构造组构显著叠加或取代, 则必然说明该岩石剩磁方向已受到构造应力的作用而发生了显著偏转, 因而不能直接用于构造演化和古地理重建等块体运动学研究.

     

利用重磁资料研究莺-琼盆地构造分界及其两侧断裂特征

莺-琼盆地(即莺歌海盆地和琼东南盆地)位于印支地块与华南大陆交汇处,该区域地质构造复杂,为南海西北走滑型和伸展型陆缘的交汇区,也是印澳-欧亚板块碰撞“挤出-逃逸构造区”和“古南海俯冲-拖曳构造区”.莺-琼盆地的北部以红河断裂带中1号断裂为界,前人对其认识比较统一,但莺-琼盆地南部由于地质和地球物理资料较少、研究程度低,以致其构造格局及分界位置不明确.通过对重、磁资料的处理,认为在莺-琼盆地分界的北段存在明显的重力异常和磁力异常梯级带,该梯级带与1号断裂位置相对应;在其南段存在明显的重力异常和磁力异常高值带,推断该高值带为一“中建凸起”,结合重、磁对应分析技术确定了该“中建凸起”的分布范围.采用重、磁异常归一化总水平导数垂向导数技术识别出控制莺-琼盆地分界两侧的断裂构造,在分界以西断裂走向主要为北北西向,分界以东主要为北东向.通过地质和地球物理综合研究认为莺-琼盆地的北段以1号断裂为界,南段以“中建凸起”为界.