太阳活动千年尺度的准周期性波动

2004年,Solanki等人利用树木年轮中δ14C含量变化重建的太阳黑子数序列研究太阳活动的论文被Nature发表,该黑子序列自1895年起向历史时期延伸了11400年.本文采用最大熵谱分析方法和小波变换方法分析了这一重建的太阳黑子序列,重点讨论太阳活动在千年尺度上的周期性波动.结果表明,太阳活动的长期变化中存在接近千年和略大于两千年的准周期信号,以及可能存在约7千年的波动,得到了这些准周期分量的参数.这些准周期分量的周期长度和振幅是随着时间变化的,文中给出了它们的时变图象并讨论了它们的时变特征.     

离散时变重力数据的可视化、指标量定义与解释

针对流动重力观测获得的数据成果特点,提出一种基于流动重力段差变化的时变重力数据可视化方法,并定义了两个指标量G值和C值,用以评价区域性重力场变化的显著性程度.在此基础上,应用该方法处理和分析了首都圈地区的流动重力数据.结果表明:与传统采用等值线方式来刻画时变重力场特征不同,该方法更能突出发生变化的重力测点位置、测量误差及其变化的显著性程度,可为研究与地震孕育、发生过程有关的重力场变化提供更多的定量依据.      

中国大陆重力场时变监测与强震预测

主要回顾了中国大陆重力时变高精度监测与地震预测应用的基本情况。自1966年邢台地震以来,我国就开始采用重力手段监测地壳变动和强震孕育发生过程,致力获取重力场时变的微伽级信息。重力监测主要采用定点流动复测（流动重力）和固定台站连续观测（连续重力）2种方式。重力监测已经历3个发展阶段。1998年以前,重力监测主要沿块体边界、活动断层或历史强震区开展,缺乏绝对测量,一般采用相对测量,通过总结获取了海城7.2级、唐山7.8级、丽江7.0级等一系列地震前的重力动态变化特征,除海城地震外,预测成功震例寥寥。1998年地壳运动网络工程建设以来,由于引入高精度绝对重力测量,开始进行中国大陆重力场的整体监测,获取了汶川8.0级等地震前的大尺度变化信息,给出了汶川地震中期预测的有效意见。2010年以来,以陆态网络工程重力网为基础,逐步开展大华北、南北带等各种测网的整合与统一,形成了中国大陆整体重力观测网,对期间发生的一系列6.0级以上地震（如芦山7.0级、门源6.4级、呼图壁6.2级等地震）进行了较为成功的中期预测,为地震机理研究和我国中期地震预测水平提升发挥了重要作用。通过长期的重力观测实践,初步形成了一门专门应用于地震研究的交叉学科——“地震重力学”。     

SWARM卫星时变重力场反演及其精度

基于SWARM卫星的精密轨道数据,利用短弧积分法解算2015-01～2021-12共84个月的40阶次TVG-SWARM月时变重力场模型,并与ASU、COST-G、IGG和ITSG等机构的月时变重力场模型进行比较。结果表明：1)从大地水准面阶误差与模型位系数误差谱看,不同SWARM模型的低阶位系数精度相当,特别是前10阶均与ITSG-GRACE/GRACE-FO接近;2)不同SWARM模型与ITSG-GRACE/GRACE-FO模型全球陆地水储量变化趋势空间分布具有较好的一致性,在亚马孙流域、格陵兰岛、密西西比河流域和西西伯利亚等区域,TVG-SWARM与ITSG-GRACE/GRACE-FO模型的趋势差值分别为0.23 cm/a、0.27 cm/a、0.57 cm/a和0.47 cm/a,相关系数均达到0.85以上,并与IGG-SWARM模型结果最为接近。本文研究结果证明了TVG-SWARM模型精度可靠,可以用于监测大尺度陆地水储量变化。     

基于ICESat-GLAS和GRACE卫星遥感资料的高亚洲冰川物质平衡变化研究

针对高亚洲冰川物质平衡和水资源的热点问题,首先利用2003—2009年ICESat-GLAS和2000年2月SRTM DEM V2.1资料,推算高亚洲地区冰川表面高程和冰量变化;其次,利用GRACE卫星的2002年8月至2012年12月时变重力场资料反演出研究区地表质量变化,继而在综合分析各流域内地表各种物质变化的基础上,恢复出流域冰川物质平衡;再次,根据高亚洲流域冰川的物质平衡状况,估算了外流河流域冰川物质亏损对海平面上升和内流河流域冰川物质亏损对内陆湖泊水量的贡献。     

基于态势时变的水下作战体系设计与优化

水下安全事关国家核心安全和利益。对海战场作战态势相关概念进行简要描述,根据我水下兵力遂行作战任务面临日趋复杂的安全威胁,分析了水下作战体系设计的必要性。在作战需求分析基础上,研究了水下作战体系设计的常规方法并给出了相应的体系构建方案。通过分析海战场水下作战态势的实时、动态特性及其对水下作战指挥、决策的重要影响,探讨了常规设计方法的局限性。借鉴海战场态势时变动态生成概念,设计仿真实验对常规方法进行改进与优化,给出了基于海战场态势时变动态生成的水下作战体系设计与优化方法。     

利用GRACE监测中国区域干旱及其影响因素分析

利用2003-01~2012-12的GRACE时变地球重力场模型计算我国长江中下游平原、西南地区和华北平原陆地水储量变化的时间序列。结果表明,长江中下游平原和华北平原的陆地水储量变化量最低值在2011-05,西南地区最低值在2010-03。根据陆地水储量变化的水平衡原理计算3个区域地下水储量变化情况。结果表明,长江中下游平原和西南地区地下水储量呈缓慢增长的趋势,增长速率分别为0.54 mm/月和0.34 mm/月;华北地区呈缓慢减小的趋势,减小速率为0.33 mm/月。3个区域干旱时期地下水储量的亏损情况分别为：长江中下游平原-21.31 mm/月,华北平原-19.88 mm/月,西南地区-15.72 mm/月。最后,用NOAA发布的月降雨和气温数据对3个区域干旱期间的降雨量和蒸发量进行量化,分析3次干旱产生的原因。结果表明,西南地区2010年春季干旱的主要原因是气温异常,长江中下游平原和华北平原2011年干旱的主要原因是降雨量偏少。     

小波时变参数PGM(1,1)模型的工程应用研究

首先阐述了小波去除数据噪声的方法及小波模型的选取问题,然后对GM(1,1)模型背景值生成序列进行改进,采用搜索法确定背景值最佳生成系数.考虑到模型中的灰参数会随时间而变化,采用多项式逼近模型灰参数,并通过最小二乘方法求解多项式的系数,最后形成了小波时变参数PGM(1,1)模型同时采用Runge-Kutta方法求解.通过武成城际铁路沉降监测数据的计算分析表明,小波时变参数PGM(1,1)在高铁沉降预测中具有较高的精度.     

微地震监测数据时频域去噪方法

原始微地震监测数据的信噪比相对较低,监测数据品质决定了微地震有效信号的定位精度,提高监测数据信噪比是微地震处理的关键环节。改进S变换对窗函数进行能量归一化处理,解决了常规S变换时频谱中频率定位不准的问题,具有更高的时频分辨率精度。利用改进S变换的良好二维时频域聚焦特性,设计时变的二维时频域滤波器,将时频域去噪方法引入到微地震监测数据的去噪处理中。利用改进S变换对微地震监测数据进行时频分析,能够更加准确地分析不同信号分量的振幅能量以及频率随时间的变化情况,实现微地震有效信号分量与噪声干扰分量的有效分离。通过合成模拟信号和实际井中微地震监测数据的试处理和对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。