地球内磁层场向电流的统计特征

利用ISEE－1和ISEE-2飞船观测的磁场数据，分析了地球内磁层场向电流的统计特征，包括场向电流的空间（L值和地方时）分布；流进和流出电离层的场向电流随地方时的变化；场向电流发生率与地磁活动水平（以AL指数表征）、行星际磁场（IMF）Bz的关系，电流强度和密度随地磁活动水平的变化等．发现，场向电流大都发生在夜间，且集中在L为6-10区域内，场向电流发生率，强度和密度随地磁活动增强而增大，行星际磁场南向时的发生率远远高于北向时的发生率．这些结果表明，内磁层场向电流的产生是太阳风和磁层、电离层间电动耦合增加的结果．     

地球内磁层场向电流的统计特征

利用ISEE－1和ISEE-2飞船观测的磁场数据,分析了地球内磁层场向电流的统计特征,包括场向电流的空间（L值和地方时）分布;流进和流出电离层的场向电流随地方时的变化;场向电流发生率与地磁活动水平（以AL指数表征）、行星际磁场（IMF）Bz的关系,电流强度和密度随地磁活动水平的变化等．发现,场向电流大都发生在夜间,且集中在L为6—10区域内,场向电流发生率,强度和密度随地磁活动增强而增大,行星际磁场南向时的发生率远远高于北向时的发生率．这些结果表明,内磁层场向电流的产生是太阳风和磁层、电离层间电动耦合增加的结果．     

地下垂直电场在VLF和ULF频段内的异常变化特征

1.引言近来对VLF和ULF频段内的电磁场变化的研究说明,这些变化可能是火山喷发和浅源中强地震的短临前兆现象之一(Warwick等,1982;Gokhberg等,1982;Varotsos和Alexopoulos,1984;OikeOgawa,1986;Miyakoshi,1986;Yoshino和Tomizawa,1989;Frazer-Smith等,     

磁暴期间太阳风-磁层-电离层间的耦合过程

本文用行星际和地面磁场以及电离层资料,讨论了三次磁暴期间高、中纬电离层电场对太阳风和磁层内变化的响应。 分析表明,当IMF的Bx分量由北向转为南向时,太阳风驱动的磁层对流变化能直接反映出高纬电离层电位的变化。但持续南向的Bx再次增强时,太阳风输入的主要能量耗损于内磁层过程;电离层的响应表现为一个弛豫过程。当Bx由南转北时,环电流的消失对电离层的作用同样有弛豫的特点。此时,驱动电位已撤消,环电流是维持电离层电位的唯一外源。 本文用电路类比及简单模式法结论对上述几种实测情况进行了讨论。     

磁暴期间太阳风-磁层-电离层间的耦合过程

本文用行星际和地面磁场以及电离层资料,讨论了三次磁暴期间高、中纬电离层电场对太阳风和磁层内变化的响应。 分析表明,当IMF的B_x分量由北向转为南向时,太阳风驱动的磁层对流变化能直接反映出高纬电离层电位的变化。但持续南向的B_x再次增强时,太阳风输入的主要能量耗损于内磁层过程;电离层的响应表现为一个弛豫过程。当B_x由南转北时,环电流的消失对电离层的作用同样有弛豫的特点。此时,驱动电位已撤消,环电流是维持电离层电位的唯一外源。 本文用电路类比及简单模式法结论对上述几种实测情况进行了讨论。     

大地电场日变化特征

利用后土桥等地震台的大地电场分钟值资料,分析了各方向的日变形态和特征。结果发现,一般各方向日变与地磁场日变近似,出现双峰单谷。而后土桥地震台有别于其他地震台,东西向以半日波为主,出现双峰双谷。     

地震过程中的大地电场变化特征

根据国产ZD9A型大地电场仪在宝低地电台的记录结果,研究了1998年1月10日河北省张北地区6．2级地震过程中的大地电场变化特征．主要表现为：1．震前36天至发震当日出现大地电场日变异常簇;2．地震前后大地电场E的方位发生转动;3、大地电场E具有日变倍9（天）周期性和振幅｜E｜变化特征;4大地电场EW分量的极性变化．根据对这些特征的分析结果表明,它们有可能做为孕震进入短临阶段的前兆信息及识别标志．     

自然电场的区域性变化特征

以场源为分类原则,地电场E由自然电场ESP和大地电场ET构成.ESP起源于地下介质物理、化学作用,通常其变化及稳定性具有明显的局部场地特征;ET起源于空间电流系和潮汐力,在日变波形、频谱特征上表现出广域性.在形成微观机理方面,ESP和ET能够具有部分相同的机理过程.2008—2013年,在南北地震带附近13个代表性场地,多数ESP不具有清晰的年变波形,其稳定性也受区域、场地、方位、构造活动等因素影响.在这些地区,ESP较平稳的持续升降、快速跃变、突跳等现象常见,同一主断裂带附近或局部区域内,这些大幅变化的趋势转折点多具有时间同步或准同步性,同一时段数据稳定性可能类似,但形态变化存在场地因素而不具相关性.ESP较平稳期间,应用潮汐地电场频谱特征计算的裂隙水主体渗流方位α易处于相对稳定状态,而在其剧烈变化期间的α常会明显变化.以潮汐地电场频谱特征逐日计算α值,可能揭示场地裂隙、裂隙水渗流、主压应力的逐日变化信息,进而可解析ESP、ET宏观变化的微观机理过程.     

灌注桩钢筋笼的充电电场特征研究

充电法是用于良导电矿体勘探的传统方法.利用良导椭球体的充电电场特征,结合模型桩试验,分析了灌注桩中钢筋笼周围的充电电场特征.结果表明在钢筋笼底边缘附近,电位曲线急剧下降,出现明显拐点,梯度曲线相应出现极小值.研究成果为检测灌注桩钢筋笼长度提供了理论依据.     

大地电场变化的频谱特征

处理了中国大陆地区嘉峪关、昌黎、崇明、蒙城、兴济、宝坻和阳原等7个台的地电场观测数据,应用最大熵谱方法研究了大地电场日变化、地电暴等谱成分的特征. 结果表明,大地电场日变化主要是12 h的半日波成分最强, 24~25 h的全日波和8 h周期成分次之; 地电暴是在大尺度空间同步发生的,其谱值高于日变化谱值约2～3个数量级,主要以较长周期成分为主. 这一结果初步解释了大地电场变化的主要谱成分的生成机制.      

全球电离层VLF电场功率谱特征

分析2006年3月至2009年2月DEMETER卫星VLF电场功率谱数据发现,卫星高度上全球电离层电场功率谱有以下特征:高纬度区域电场辐射强度平均高于低纬度区域,几个地磁场异常区相应的电场辐射增强;全球电场功率谱,向阳侧强于夜侧,大陆强于海洋,夏季强于分点季,冬季最弱;不同频段的电场功率谱特征有显著差异,某些频段的功率...     

Short-period fluctuations in the atmospheric electric field over the ocean

Fluctuations of short period in the atmospheric electric field were studied through the measurements of electric field and space charge density on the Mid-Pacific Ocean. The amplitude of fluctuation is about one third of the mean electric field, and the period mainly ranges from 2 to 5 min. The fluctuations are considered to be under the influence of spatial and temporal variation of space charge layer that possibly originates from the electrode effect above the sea surface. The unit of electrical irregularities in the atmosphere above the ocean has horizontal scale of the order of 1.5 km and indicates a tendency to become large as the wind speed increases. The vertical scale of space charge layer is estimated at several tens meters.     

应用自然电场法检测土坝渗漏隐患的技术

笔者根据在全国各地进行的数十座水利工程的原位测试资料,概括归纳出一套较为系统的应用自然电场法检测土坝渗漏隐患的技术,该技术将集中渗流在自电电位曲线上的反映归结为窄幅异常、宽幅异常、宽幅双峰异常、多峰异常和塔式异常五种基本形态,并可正确地判断正常渗漏和异常渗漏,解释推断出集中渗漏带的宽度、埋深、走向以及渗流的时空动态,为工程除险加固提供可靠的技术资料.     

土坝自然电场的分布特点

土坝的自然电场中,由均匀和集中渗流产生的过滤电场起主导作用,它是探测土坝渗漏隐患的良好场源.笔者在国内外首先将土坝过滤电场整体上分解为均匀渗流的过滤电场和集中渗流的过滤电场两部分;同时,根据渗流产生的过滤电场的特征,沿土坝横断面将过滤电场分作入渗带、径流带和逸出带三部分;在此基础上,揭示了土坝过滤电场的基本特征,为应用自然电场检测土坝渗漏隐患技术研究提供了理论依据.     

引起大地电场变化的一些因素

对河北省4个电场台站3年多的大地电场资料进行了全面的分析、整理,总结出引起大地电场变化的一些因素,这对我们认识资料有所帮助。对分析和利用大地电场资料有一定意义。     

地球电场与地球磁场的形成机理

为探讨地球磁场的形成机理,应用经典电磁理论以微分的思维方式建立起三种自激发电机模型,用球形自激发电机模型简明地描述地球磁场的形成和分布;从分析地轴参考系中相对于自转地球静止的电荷间洛仑兹力的特点以及地球上的电荷在地球电场和地球磁场作用下的漂移规律,阐述中心磁场的形成及反转机理;分析电荷相对于地球的漂移以阐述偏磁场的形成.理论分析表明:地球上每一点的磁场都可以看成是由该点的几个分磁场叠加而成;地球具有自身的电场;地球电场与地球磁场同时产生、同时变化,且都源自于地球的自转和地球上正负电荷的非对等分布.     

行星际-赤道电场穿透效率的数值模拟研究

电场穿透作为强烈地磁活动期间太阳风-磁层-电离层电动力学耦合的重要形式,近年来一直是空间物理学最为活跃的课题之一.在过去的近40年里人们一直关注于观测证据的寻找以及物理过程的模拟,“电场穿透效率”这一重要定量化指标直到最近几年才得到重视.本文定义赤道电场增量与对应的行星际电场增量的比值为穿透效率,通过数值模拟的方法对穿透效率的地方时变化以及与中性风发电机的关系做了实验性讨论,在一定简化条件下结果表明：（1）不考虑跨极盖电势饱和的情况下,赤道电场增量与行星际电场增量呈线性关系,且中性风发电机并不影响电场穿透效率;（2）恒定重联线长度L的限定下,穿透效率具有明显地方时依赖性.例如对于L=2.6 RE,在9LT至23LT之间,穿透效率维持在10％左右;0LT至7LT之间,穿透效率迅速从2％上升至30％后又迅速回落到原始水平,形成尖峰.这些结果基本符合观测特征.     

Filtering potential field data by modifying its amplitude and phase in the space domain

Potential field datasets are commonly broken down in the space domain into amplitude (total gradient, or analytic signal amplitude) and phase (tilt angle) components as part of the data processing and interpretation procedure. However, it is possible to reconstruct the data again in the space domain from the amplitude and phase, and if they have been modified then a filtered dataset will be produced. For example, modified derivatives and filters which are based on them (such as the tilt angle and the theta map) can be produced. In addition, the modification of the data amplitude prior to the reconstruction of the signal allows controllable automatic gain control filters to be designed. The procedures are demonstrated on aeromagnetic and gravity data from Southern Africa.     

全方位自然电场观测方法和观测技术研究

自然电场是一种物理意义比较明确, 变化(孕震)机理相对明晰的地球物理场, 在矿产资源勘探、 水文地质勘测等领域有着比较广泛的应用, 在地震监测领域也有了多年的探索和实践. 本文在初步研究全方位自然电场观测方法的基础上, 重点分析和讨论了基于全方位自然电场观测技术, 包括一种Pb-PbCl₂不极化电极、 多测道高精度数据测量、 网络控制与数据通信等组件和模块的基本原理和技术实现方法, 便携式设计和环境温度适应能力的技术实现途径等, 并对天津市静海地震台的自然电场试验观测系统及观测数据进行了简要介绍和分析讨论. 结果表明: ① 全方位自然电场观测方法能够捕捉到各个方向自然电场及其随时间的变化; ② 自然电场观测技术系统能够配合全方位自然电场观测方法, 在360°范围内开展自然电场及其随时间变化的动态变化测量, 具有较高的观测精度、 较强的抗干扰能力和观测环境适应能力; ③ 天津市静海地震台的试验观测系统记录到了可能与周边水系的季节性变化有关的自然电场全方位变化.