卫星磁异常的理论模型

本文介绍了计算卫星磁异常理论模型的数学方法 ,即球谐分析方法、冠谐分析方法、矩谐分析方法和等效源方法 .根据相同的 MAGSAT资料 ,计算的卫星磁异常冠谐模型、矩谐模型和等效源模型都能很好地表示卫星磁异常的分布 .由于在整个研究区域 ( 1 0°N～60°N,70°E～ 1 40°E)都有卫星资料 ,所以这些理论模型没有所谓的“边界效应”.这一结论对计算地磁场的区域模型是很有意义的 .     

中国及邻近地区CHAMP卫星磁异常的分布特征

本文利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代高阶地磁场模型POMME-4.2S,计算中国及邻区400 km高度的卫星磁异常及其垂直梯度,给出7个磁场分量的分布图,比较了截断水平对磁异常分布的影响,初步分析了磁异常与岩石圈构造的关系.主要结果表明,在四川盆地、塔里木盆地和松辽盆地等主要磁异常区,ΔZ异常中心的南北两边出现ΔX的异常中心,东西两边出现ΔY的异常中心.在球谐模型为90阶时,磁异常分布的基本形态已经确定,更高的模型阶数对磁异常只有微小调整.在磁异常较强的地区,磁异常及其垂直梯度同步变化.卫星磁异常与地形变化、断裂带分布、莫霍面深度和岩石圈厚度没有直接的对应关系,而与居里等温面深度、磁性层厚度有明显的相关性.居里等温面深、磁性层较厚的地区显示正磁异常,居里等温面浅、磁性层较薄的地区显示负磁异常.     

欧洲及其邻区MAGSAT卫星磁异常冠谐模型

通过对欧洲及其邻近地区 MAGSAT 卫星黎明资料进行了处理,得到1°×1°卫星磁异常网格值。本文使用冠谐分析方法,计算该地区卫星矢量磁异常（ΔX,ΔY,ΔZ）冠谐模型。球冠极点位于33°N和26°E,球冠半角为40°.冠谐模型的截断指数为18。根据卫星磁异常冠谐模型和地磁场球谐模型 DGRF1980,计算卫星总强度磁异常（ΔF）的冠谐一球谐模型。根据卫星磁异常的理论模型,计算并绘制不同高度（300,400,500km）的理论卫星磁异常图。对冠谐模型和大磁异常进行了分析和讨论。     

基于张衡一号卫星数据的中国区域岩石圈磁场球冠谐分析

张衡一号卫星于2018年2月成功发射升空, 卫星上搭载有测量地磁场的高精度磁强计, 包括标量和矢量磁力仪.本文基于张衡一号卫星2018年3月—2022年5月的标量磁测数据, 利用球冠谐分析进行中国区域的岩石圈磁场建模工作.首先选取地磁活动平静时期(Kp≤2o)的夜侧数据, 来减少外源场的影响; 然后, 利用CHAOS-7模型计算值去除主磁场和外源场, 得到岩石圈磁异常值, 再利用球冠谐分析进行中国区域的地磁场建模, 得到最大阶数为53.17(对应地表波长为752 km)的球冠谐模型.该模型可以明显揭示出中国及邻区的主要岩石圈磁异常, 包括位于我国塔里木盆地、四川盆地、松辽盆地和境外的贝加尔湖、孟加拉盆地附近的高值磁异常, 以及位于青藏高原南部的东西向低值磁异常.为了对模型结果进行进一步分析, 将其与Swarm-A卫星数据球冠谐建模结果和CHAOS-7球谐模型结果在不同高度上进行了对比, 主要磁异常的分布基本一致, 而且在向下延拓到100 km高度时, 本文的模型也能够提供比较稳定的结果, 但是在幅值和磁异常形态细节上存在一定差异.

     

区域航磁异常汇编数据的长波成分提取、评价与替换技术

各个国家与地区的航磁异常数据一般均采用多期磁测数据汇编而成,但是由于测量时间跨度较大、各期测量精度与校正参数不一致、以及磁力异常本身的时变性等原因,各期磁力异常数据之间具有系统差异,致使航磁异常汇编数据的长波成分可能存在不可靠性.本文基于二维修正球冠谐分析建模方法与单纯采用卫星磁测数据构建的全球岩石圈磁场模型可靠波段,提出区域航磁异常汇编数据的长波成分提取、评价与替换技术.通过仿真数据测试了本文所提方法的有效性之后,将其应用于澳大利亚第七版航磁异常网格数据,进而采用CM6模型的16～90阶球谐系数解算数据对提取的航磁异常长波成分进行了评价与替换,并通过空区补值与扩边处理,得到了澳大利亚及邻区完整的磁力异常网格数据.最后,采用替换了和未替换长波成分的航磁异常汇编数据,与CHAMP卫星磁测三分量数据联合进行修正球冠谐建模,结果显示,替换了长波成分的航磁异常汇编数据与卫星磁测数据融合效果更好,而由航磁异常汇编数据提取的长波成分与卫星磁测数据存在不相容性或非一致性.仿真测试与实际应用均表明本文所提方法具有可靠性和实用性,值得在区域航磁异常数据汇编中推广应用.     

欧洲及其邻区MAGSAT卫星磁异常冠谐模型

通过对欧洲及其邻近地区 MAGSAT 卫星黎明资料进行了处理,得到1°×1°卫星磁异常网格值。本文使用冠谐分析方法,计算该地区卫星矢量磁异常（ΔX,ΔY,ΔZ）冠谐模型。球冠极点位于33°N和26°E,球冠半角为40°.冠谐模型的截断指数为18。根据卫星磁异常冠谐模型和地磁场球谐模型 DGRF1980,计算卫星总强度磁异常（ΔF）的冠谐一球谐模型。根据卫星磁异常的理论模型,计算并绘制不同高度（300,400,500km）的理论卫星磁异常图。对冠谐模型和大磁异常进行了分析和讨论。     

2010.0年代蒙古地区岩石磁异常

采用2011~2012年期间在蒙古国境内地磁测量得到的119点地磁数据,利用以球冠谐和和曲面样条方法得到的蒙古地区地磁场数值为基础数据,获得了2010.0年代蒙古地区岩石磁异常的空间分布,对蒙古地区岩石磁异常的空间分布进行了研究。结果表明,蒙古地区的岩石磁异常表现出东西差异,异常幅度在西部较大东部较小。蒙古西部南边界处表现为类弧形结构和贝加尔—乌兰巴托条带结构为蒙古地区较为显著的磁异常结构。     

对“青藏高原及邻区的地壳磁异常特征与区域构造”商榷的回复

感谢骆遥[1]对我们论文[2]的关注和直言不讳的意见,我们赞赏他严谨的科学态度.骆遥的主要意见是:在NGDC-720模型构建中,青藏高原中西部有100多万平方公里地区缺少航磁数据.论证了用此模型来研究整个青藏高原地区地壳磁异常特别是由地壳中、浅层物质引起的磁异常存在局限;指出在使用岩石     

亚洲MAGSAT卫星磁异常冠谐分析

根据亚洲地区（15°S—60°N,55°E—160°E）MAGSAT卫星碰异常1°×1°网格值,使用冠谐分析方法,计算亚洲地区卫星磁异常的冠谐模型．球冠极点位于22°N,108°E;球冠半角为50°．该模型的最大截断指数Kmax=20,共有441个系数．根据冠谐模型,绘制卫星平均高度（400km）以及其他高度（300km和500km）的理论卫星磁异常图（△X,△Y,△Z）．卫星磁异常的冠谐模型能表示磁异常的三维结构,为探讨岩石层结构提供证据．     

伽利略卫星观测磁异常及其解释

伽利略飞船在木星四颗最大的卫星附近探测到了显著的磁异常.尽管磁异常不同,但是都来自于卫星内部和周围环境的磁流体动力学过程,例如冰下海洋的电磁感应,卫星的轨道运动与外部等离子体的相互作用等等.本文总结了每颗卫星的观测磁异常以及现有解释.我们也提出了磁异常来源的新的可能解释机制:磁异常可能部分来自卫星冰下导电海水或者流体核的磁对流.对该机制的研究有助于进一步理解所观测到的磁异常,也可能提供对卫星内部物理的磁约束.     

中国及邻近地区卫星总强度磁异常的三维结构

根据卫星磁异常（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）的球冠谐和模型和地磁场的不谐模型，得到了卫星总强度磁异常（△Ｆ）的三维模型，计算出中国及邻近地区不同高度（ｈ＝０，１００，２００，３００，４００，５００ｋｍ）的卫星磁异常，绘制出相应高度的总强度磁异常分布图。讨论和分析了卫星总强度磁异常的分布特征，以及卫星磁异常随高度的变化。     

近年新疆地震围绕塔里木盆地的顺时针迁移与塔里木盆地的顺时针旋转

塔里木盆地是我国最大的内陆盆地,作为稳定地块,被周围许多深大断裂所围限.王琪等(2000)基于天山及塔里木地区多年的GPS观测结果,认为塔里木盆地整体上作为刚性块体,相对于稳定的西伯利亚地块作顺时针旋转,其内部变形较小或基本不变形.赵俊猛等(2008)应用人工地震和天然地震等综合地球物理探测方法,获得青藏高原壳幔组成、...     

塔里木盆地前寒武地层岩石磁化率

在塔里木盆地前寒武结晶基底研究过程中,为了准确建立地层地磁模型,对库鲁克塔格地区岩浆岩、柯坪地区沉积岩、塔什库尔干地区变质岩地层进行系统取样及岩石薄片鉴定和准确命名,并测量岩石密度、磁化率.研究发现:①库鲁克塔格地区:基性、超基性岩蛇纹石化析出磁铁矿,磁化率剧烈变化,而中、酸性侵入岩磁化率随黑云母含量增加而增大;②柯坪...     

北黄海盆地烃渗漏蚀变带“磁亮点”的识别研究

北黄海盆地是我国近海海域尚未取得油气勘探突破的盆地之一.在海洋环境中应用海底油气藏的烃渗漏现象寻找油气有利区具有良好应用前景,为了给该区的含油气远景评价及下一步油气勘探缩小靶区提供地球物理依据,本文利用磁法这一经济、有效的油气渗漏异常地球物理判别手段,开展了识别海底烃渗漏引发磁异常的方法研究.给出一种根据“有导师”的模式识别技术,在充分利用磁异常多种数值特征及纹理特征的基础上,提取烃渗漏蚀变带磁异常的方法.通过已知约束信息（如见油井位等）的点、线、面三种基元及其邻近数据网格点组成基类,将其提取的模式或特征向量作为待识别异常匹配或学习的模板,利用加权欧氏距离函数计算待识别异常特征向量与模板向量之间的相似性,进行模式匹配,从而识别出与模板相似程度较高的异常.应用此方法圈定了北黄海盆地的烃渗漏“磁亮点”分布,从“磁亮点”异常区与中生代地层的分布以及地球化学异常（低层大气烃类检测和海底微生物异常）的对应情况来看,表明该识别方法是识别烃渗漏弱磁异常的一种有效手段.对研究区构造特征、磁异常及地球化学异常特征的综合分析表明,位于北黄海研究区东部和北部的“磁亮点”异常区可能是北黄海盆地较好的含油气远景区.     

用于塔里木地壳构造成像的重力场谱矩方法研究

现代地壳探测取得的各种地球物理场中包含有大量地壳构造信息,如果提取这些信息,可以在数学物理普适规律指导下计算出关于地壳构造的图件.由于区域重力场的高阶谱矩包含了场轮廓面的几何信息,可用于地质构造要素的分析计算,为地质构造要素选取和定位的计算机自动制图提供理论依据.由地面布格重力场的二阶谱矩的统计不变量计算,可导出表征地壳变形带的脊形化系数,用于计算机自动制作区域地壳变形带分布图.脊形化系数强弱区的边界代表了活动的和稳定的构造单元的边界.在计算脊形化系数的基础上,还可进一步计算其二阶谱矩的统计不变量并作进一步增强处理,计算构造单元的边界系数,对地壳构造单元边界作连续和精细的追踪.文中介绍了脊形化系数和边界系数的计算方法,以及用在塔里木盆地进行地壳构造分析的结果.圈定了塔里木盆地深层满中高密度扰动带和满南、满北低密度扰动带,为深层油气勘探提供重要基础资料.

     

The zero-line method of interpreting total field magnetic anomalies of spherical ore-bodies

Summary A method called the zero-line method for interpreting the total field magnetic anomalies of spherical bodies is described. The contour of zero-anomaly is controlled by a linear equation of the typeAx ² +By ² +Cxy +Dx +Ey +F = 0, where the coefficientsA toF are related to the depth of the sphere and the parameters relating to its position and magnetisation. From the coordinates (x, y) of the various points lying on the zero-contour, five normal equations for the above equation are set and solved for the various coefficients. The various parameters relating to the position and magnetisation of the sphere are then determined from these coefficients. It is expected that similar methods can be developed for interpreting magnetic anomalies of other three dimensional bodies also.     

NOC model of the earth's main magnetic field

The international geomagnetic reference field (IGRF) is a standard model for describing the spatial structure and temporal variation of the earth抯 main magnetic field[1—3]. The first IGRF model, designated IGRF 1965, was adopted by IAGA in 1968[4]. In l…     

Modelling the effects of spatial and temporal resolution of rainfall and basin model on extreme river discharge

Abstract

Important characteristics of an appropriate river basin model, intended to study the effect of climate change on basin response, are the spatial and temporal resolution of the model and the rainfall input. The effects of input and model resolution on extreme discharge of a large river basin are assessed to give some indication on appropriate resolutions. A simple stochastic rainfall model and a river basin model with uniform parameters and multiple rainfall input have been developed and applied to the River Meuse basin in northwestern Europe. The results show that the effect of model resolution on extreme river discharge is much greater than that of input resolution. The highest model resolution seems to be quite accurate in determining extreme discharge. Although the results should be interpreted with caution, they may give some indication of appropriate input and model resolutions for the determination of extreme discharge of a large river basin.     

海洋短排列高分辨率多道地震高精度成像关键技术

基于高频震源的海洋短排列、高分辨率多道地震探测方法,具有主频高、频带宽的特点,是海底浅层地质研究,特别是海洋天然气水合物调查等方面的重要手段.针对这种地震探测方法不能有效控制电缆沉放深度、虚反射干扰严重且规律性差以及速度分析精度低带来的成像效果差等问题,研究了基于虚反射走时识别与模拟计算的电缆沉放深度计算方法,获得了检波点的准确沉放深度,为虚反射的有效压制提供了保障;采用基于相似性原理的排列长度放大技术,有效地解决了排列长度较短引起的速度谱能量团不聚焦的问题,提高了速度分析灵敏度,确保了地震资料成像处理精度.实际资料的最终成像处理结果表明,地震波组的信噪比和分辨率高,速度结构合理,BSR特征清晰,为海洋天然气水合物的识别和研究提供了高品质资料.