南极中山站的重力和区域海洋潮汐特征

本文利用中山站弹簧重力仪记录的重力潮汐时间序列、验潮站数据、CATS2008区域和Eot11a全球海潮模型研究重力和海洋潮汐特征。结果表明,在周日频段,潮波O1的海潮振幅达到28 cm,4个主要潮波（Q1、O1、P1和K1）的全球模型与验潮站潮高差之和为4.2 cm,区域模型与验潮站潮高差之和为4.4 cm;在半日频段,潮波M2的海潮振幅达到20 cm,4个主要潮波（N2、M2、S2和K2）的潮高差之和分别为7.7 cm和5.1 cm,说明利用区域模型修正全球模型的重要性。经区域模型修正的全球海潮负荷改正后,重力主波K1、M2和S2的最终残差振幅分别下降了9.84%、56.14%和37.08%,说明区域海潮模型更能反映海洋潮汐的真实特征,用区域模型修正全球海潮模型的有效性得到验证。     

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超导重力技术在探讨核幔边界黏性特征中的初步应用

旋转椭球型地球的固体地幔与液态地核间相互作用而产生的逆向本征模通常称之为地球自由核章动,自由核章动的品质因子（Q值）能有效反映核幔边界层能量耗散特征,与核幔边界的黏滞度密切相关.本文首次利用全球地球动力学计划网络23个台站27组高密度采样的高精度超导重力仪器观测数据,采用迭积技术,确定了自由核章动参数Q值,进而计算了核幔边界的黏滞系数.数值结果说明获得的核幔边界动力学黏滞系数达到10³ Pa·s量级,与加拿大科学家Smylie等利用VLBI观测资料获得的最新结果一致,这说明重力技术是有效应用于研究地球深内部结构的重要手段之一.     

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.     

地球液核自由振荡的三维有限元模拟

根据地球液核基本运动方程,采用有限元方法对液核流体的对流状态进行了数值模拟。计算中为了消除液核对流非线性特征导致的方程求解时出现的病态,引入了算子分裂法。数值结果说明利用有限元方法能成功地模拟地球液核自由振荡。     

非周期均匀化在弹性方程中的应用

对于谱元法中介质的非均匀分布尺度小于最小的理论波长以及复杂的间断面网格化难题,建立从微观到宏观的升尺度均匀化方程以及在不丢失波场计算精度对局部区域的微小尺度进行均匀化.利用传统的简正模计算方法求解本征频率和本征函数,给出了均匀化的结果,证明了均匀化计算方法的可行性和正确性;分析了基频简正模频率、理论地震图与均匀化参数,均匀化阶数之间的联系.并成功将之应用到SEM1D实验中,为下一步CSEM三维均匀化奠定基础.     

武汉基准台重力合成潮信号确定

合成潮是一种半理论和半实测的潮汐信号。综合采用武汉国际重力潮汐基准值、非弹性地球潮汐理论模型、地球近周日摆动对周日重力潮汐观测的共振影响以及全球和局部海洋潮汐的负荷效应,精密确定了武汉基准台的重力合成潮信号,与同一段时间内超导重力仪的实测潮汐信号的均方差为０ ．２２５ ×１０ － ８ ｍ／ｓ２ 。     

同址观测重力仪与地震仪地震频段噪声水平比较

选用拉萨台超导重力仪、昆明和恩施台gPhone重力仪以及各台站同址观测的STS-1和STS-2.5地震仪观测数据,计算所有仪器在地震频段（0.1～100 mHz）的噪声水平,并分别进行比较。结果表明,1 mHz以上时,拉萨台超导重力仪噪声水平略高于同址观测的地震仪结果,而1 mHz以下则相反;0.5 mHz以上时,恩施和昆明台gPhone重力仪的噪声水平高于地震仪结果,0.1～0.5 mHz时则与地震仪结果接近。用带通滤波处理和未滤波处理2种方法计算地震噪声等级（seismic noise magnitude, SNM）,结果表明,采用带通滤波方法计算得到的SNM值更小,且随月份的变化更加平缓。     

地球内部应变与应力固体潮

本文详细介绍了地球内部应变和应力固体潮的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的Love数,并计算了地球内部的应力和应变的6个独立分量在不同深度和纬度处的时间变化序列.结果表明:应力潮汐的振幅达到10³Pa,应变潮汐振幅达到10^-8;不管应力或是应变潮汐,其振幅随深度的不同都有较大的变化;6个应力和应变分量对纬度依赖较大,但没有表现出南北纬度上的严格的对称性,与纬度的对应关系由引潮位展开的大地系数确定.本文结果可有效应用于地球内部应变或应力潮汐观测的固体潮改正;另外,将本文结果应用于研究潮汐触发地震问题,给出了中国中部地区的一个算例,结果表明地震断层正应力潮汐和应力张量第一不变量潮汐与发震时刻具有明显的相关性,而这种相关性并未在其他如剪切应力以及库伦破坏应力潮汐中表现出来.     

潮汐摩擦对月球轨道与地球自转影响的研究综述

潮汐摩擦导致月球轨道和地球自转产生长期变化,精密确定这些参数对了解地月系统的演化至关重要.阐述了求解这些参数的理论方法,回顾并对比了利用天文观测、近地卫星、数值潮汐模型和月球激光测距等资料的分析结果,发现近地卫星和月球激光测距数据比天文观测资料精度高,但可提供数据跨度较短.随观测资料的积累,可提供更可靠的月球轨道和地球自转的长期变化信息,提高对地月空间环境变化的认知.