Lebedev网格改进差分系数TTI介质正演模拟方法研究

本文采用一种新的交错网格-Lebedev网格(LG)进行TTI介质的正演模拟研究,避免了Virieux标准交错网格(SSG)算法在处理TTI、单斜等各向异性介质时波场插值引入的数值误差,提高了模拟精度.在方法实现过程中,本文针对有限差分正演模拟面临的网格频散与边界反射两个关键性问题分别做了优化,并通过模型试算验证了它们的有效性与可行性:(1)结合最小二乘思想推导出新的频散改进差分系数(DIC),该系数比Taylor系数更能有效地压制粗网格引起的数值频散,可以节约内存,提高计算效率;(2)将分裂的多轴完全匹配层(M-PML)吸收边界条件引入到LG算法中,解决了传统PML边界条件在某些各向异性介质中的不稳定现象并且具有较好的边界吸收效果.     

青藏高原及周边地区气溶胶、云和水汽收支研究进展

青藏高原作为"亚洲水塔",对东亚乃至全球气候有着重要影响。本文介绍了中国科学院A类战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"子课题3"气溶胶-云互馈对西风季风水汽输送的影响"研究的主要结果。针对青藏高原为核心的泛第三极地区,项目研究结果主要包括:(1)沙尘、污染沙尘、抬升烟尘和污染性大陆气溶胶/烟尘是泛第三极地区最主要的气溶胶类型,其中沙尘的排放和输送对青藏高原西部和柴达木盆地大气热力结构的影响非常显著;(2)高原过冷水云的发生频率及其在高原能量收支中的作用比暖水云高,降水主要是由冰云和混合相云产生的,尤其是在暖季。虽然高原大气呈现暖湿化趋势,但水汽收入增多并不能弥补地表水资源由于增温的流失,高原东部水循环呈减弱趋势,而西部水循环则相反。(3)黑碳气溶胶使南亚夏季风减弱、东亚夏季风增强,高原西部西风增强,东部西风减弱;净效应是使高原变得更暖更湿。使高原东侧输出水汽减少,南侧输入减少,西侧输入增加,北侧输入减少。另外,高原上空受沙尘污染影响的对流云东移,与局地对流云团合并,可导致长江流域和华北地区降水增加。总体来说,气溶胶可直接影响辐射,或间接通过作为云的凝结核,或者影响云...     

相似-动力模式的由夏季报冬季的季节预报试验

近些年来,世界上接连不断地发生大范围持续性的气侯异常,给许多国家带来严重的灾害和经济损失。长期(月以上)天气预报愈来愈受到重视,但预报所使用的都是统计及经验的方法,预报准确率低,且无明显的改进趋势,人们寄希望于动力学方法的长期数值天气预报。目前一般用大气环流模式(GCM)和距平模式作月预报,已取得一定进展,但季节预报比月预报困难更多。由于长期预报的对象是统计平均值,将动力和统计方法结合起来是进行季节预报的一条有希望的途径。多年来的统计长期预报已积累了不少经验,但人们还没有能够在动力学方法的预报中考虑这些经验。黄建平等在这方面进行了一些探索,建立了一个动力与统计相结合的相似-动力季节长期数值预报模式,并进行了月预报和由冬季预报夏季的隔季预报试验。本文利用该模式进行了8年由夏季预报冬季的隔季预报试验,结果表明模式具有一定的季节预报能力。     

江苏宁芜北段自然重砂异常特征及其对铜金矿的响应

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带中重要的铁、硫、铜、金成矿区。基于宁芜北段自然重砂建库数据,通过ZSAPS2.0软件GIS平台,选择与火山热液充填型铜金矿相关的特征矿物,圈定了自然重砂组合异常。通过自然重砂组合异常特征发现,铜矿物（黄铜矿、斑铜矿、蓝铜矿、辉铜矿、孔雀石）、自然金、黄铁矿、重晶石等重矿物组合对火山热液充填型铜金矿响应明显。在组合异常的基础上,圈定自然重砂综合异常,以成矿地质条件、与已知矿床的对应关系、异常强度、异常规模、重砂异常套合程度等为指标,对综合异常进行评价,从而为宁芜火山岩盆地北段铜金矿找矿远景区的划定提供依据。     

基于最小二乘逆时偏移的场声反射成像测井模拟?

近年来,声反射成像测井技术（ARILT）在井旁裂缝、孔洞性储层评价中成为研究热点。常规ARILT的探测深度一般在20m以内,且对复杂构造边界刻画能力不足。本文基于测井观测系统及采集参数,将最小二乘逆时偏移（LSRTM）地震成像技术引入ARILT中,以提高井旁区域有效成像范围和成像精度。本文在实现偏移算法及处理流程基础上,将算法用于典型模型和实际资料,重点分析不同频率、深度和偏移方法成像效果的差异。成像结果对比发现:①偏移算法影响ARILT成像精度,LSRTM具有较高分辨率,并能揭示构造体横向变化特征;②激发源频率也影响成像分辨率,提高频率会改善分辨率,但会降低探测深度;③在给定的测井观测参数下,LSRTM能有效探测23m范围内的井旁构造。      

电磁卫星地震应用进展及未来发展思考

法国DEMETER(Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions)卫星是世界上第一颗专门针对地震电离层扰动监测的电磁卫星,于2004年发射, 2010年底结束运行,共在轨飞行6.5年,获得3万多条整轨数据,为地震监测及电离层物理研究提供了坚实的数据基础。全球科学家利用这颗卫星的数据开展了大量的地震应用研究,发表文章上百篇,将电磁卫星的地震应用研究推向了新的阶段。中国第一颗电磁监测试验卫星CSES(China Seismo-Electromagnetic Satellite)于2018年2月2日成功发射,目前已完成在轨测试并交付使用,科学数据也已正式对外发布。如何充分发挥CSES卫星的应用效能,将空间电磁监测向业务化运行转化,总结和思考DEMETER卫星的技术进步、研究成果及曾经出现过的问题,十分重要。因此,本文着重介绍DEMETER卫星在地震监测应用领域的代表性研究进展,并结合CSES卫星的设计和运转实践,对未来空间地震电磁探测及科学研究的发展方向进行一些初步讨论。     

江苏铁矿资源潜力评价

铁矿资源是江苏省重要金属矿产资源之一。根据最新的地质找矿原则,突出“攻深找盲”,开辟“第二成矿空间”的找矿思路,以新的成矿理论为指导,加强资料二次开发利用的力度和深度,充分运用地质、物探、化探、遥感等新的勘查技术方法,对铁矿资源潜力进行评价。通过此次评价,共圈定了6个远景调查区,6个重点普查区,8个普查验证区。     

实现复频移完全匹配层吸收边界条件的递推卷积方法

完全匹配层吸收边界（PML）已经被证明是非常有效的边界吸收技术,对体波和面波的吸收都具有非常好的效果,已经被广泛应用于弹性波的数值模拟中。但是在某些情况下传统的PML技术还是存在一定的问题,比如对掠射情况下的体波和窄区域自由表面条件下的面波的吸收等等。在坐标变换中采用复频移拉伸函数的复频移PML可以有效地改善PML边界条件的吸收性能。基于弹性波一阶速度-应力方程,推导了复频移PML的递推卷积实现方法,并采用交错网格高阶有限差分法对其进行了数值模拟,与传统的PML进行了对比。结果表明：传统的PML对掠射情况下的体波和窄区域自由表面条件下的面波吸收不足,会产生虚假反射,影响真实波场;而基于递推卷积的复频移PML算法能够有效地改善困难情况下的吸收效果,并且在实现过程中不用分裂变量,应用更加方便简单。计算卷积时采用递推的形式,推导过程直观易懂,易于编程,而且不会增加计算量,存储量也没有太大的变化。     

一种时空域优化的高精度交错网格差分算子与正演模拟

如何有效压制数值频散是有限差分正演模拟研究中的关键问题之一.近年来,许多学者对二阶声波方程的差分算子开展了大量的优化工作,在压制频散方面取得不错的效果.一阶压强-速度方程广泛用于研究地震波在地下变密度模型中传播规律,目前针对一阶方程的优化工作大多只是在空间差分算子上展开.本文在前人研究的基础上,推导出一阶声波方程中压强场与偏振速度场之间的解析关系,据此在传统交错网格基础上给出一种高精度的显式时间递推格式,该递推格式将时间差分与空间差分算子结合在一起,并采用共轭梯度法得到精确时间递推匹配系数,实现时空差分算子的同时优化.在编程实现算法的基础上,通过频散分析与三个典型模型测试表明：本文方法能够较为有效地压制时间频散与空间频散,提高数值计算精度;同时对复杂模型也有很好适用性.     

丝绸之路经济带气溶胶的人为成份比例

利用MERRA-2(The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications,version 2)再分析资料,分析了1980-2017年丝绸之路经济带沿线区域(30°-50°N、10°-110°E)硫酸盐、黑碳、有机碳、沙尘气溶胶的时空分布特征,然后将沙尘分为自然沙尘和人为沙尘,进而计算出自然气溶胶和人为气溶胶在不同季节的空间分布,定量给出了人为气溶胶的贡献。结果表明:在丝绸之路经济带沿线的东欧地区,经济发达、工业活跃,硫酸盐是最主要的气溶胶类型,占总气溶胶光学厚度的64%,总气溶胶光学厚度每年下降0.0035;在地表裸露、沙尘活跃的5个欠发达地区,沙尘是最主要的气溶胶类型,占总气溶胶光学厚度的46%~65%,其中巴基斯坦-印度地区总气溶胶光学厚度每年增加0.0059;人为气溶胶对总气溶胶的平均贡献为62%~65%;6个区域中北非地区人为气溶胶所占比例最小,为32.8%,东欧地区最大,为73.5%;随着人口密度的增加,人为气溶胶的光学厚度也在增加。人为气溶胶占总气溶胶的比例很高,而且与人口密度正相关。