基于LWPC和IRI模型的NWC台站信号传播幅度建模分析

频率为3~30 kHz的甚低频（VLF,Very Low Frequency）电磁波具有波长长、传播距离远的特点,能够沿地面-低电离层波导进行传播,在通信、导航等许多领域都被广泛应用.基于波导模理论的长波传播模型（LWPC,Long-Wavelength Propagation Capability）能够用于计算甚低频波的传播路径及幅度,进而研究耀斑、磁暴、地震等事件对电离层的扰动.本文利用国际电离层参考模型（IRI,International Reference Ionosphere）对LWPC中电子密度和碰撞频率进行改进,并将模拟结果与武汉大学VLF接收机实际观测到的NWC（North West Cape）台站信号幅度进行比较分析,结果表明改进后LWPC模型得到的幅度及变化趋势与实际值更加接近.LWPC模型给出的电子密度与IRI模型得到的电子密度在日间基本一致,但是在夜间存在差异,造成夜间部分区域NWC台站信号幅度的差异性,验证了电离层电子密度对于VLF信号传播具有的重要影响.传播路径上的晨昏变化也可以引起VLF信号幅度分布的突变,在日出和日落时间段内存在明显的过渡区域.基于IRI模型的LWPC,改善了VLF电波传播过程的预测分析效果,提供了一种长波导航通信质量的评估方法.

     

剪切波分裂揭示的青藏高原上地壳地震各向异性基本特征

青藏高原整体隆升,构造运动与介质变形强烈,然而由于地震观测数据不足,青藏高原内部上地壳各向异性研究一直是一个空白.本研究使用西藏地区的地震台网（2009年5月—2017年5月）的观测资料,利用剪切波分裂研究青藏高原上地壳地震各向异性特征.由于青藏高原固定地震台站分布稀疏,可用于进行剪切波分裂研究的近场地震事件记录稀少,本研究采用地震事件的单台定位技术,对公开的地震目录里没有震源深度数据的地震事件进行震源位置约束,并引入微震模板匹配定位方法,对连续地震波形进行检索,识别出地震目录里遗漏的新的微震（小地震）事件波形.微震识别获得的新地震事件记录是地震目录里报告的地震事件记录的大约6倍,用于补充研究区的剪切波分裂数据分析.通过数据分析,对比快波偏振方向,证实微震识别获得的数据极大地增加了有效数据的数量,提高了结果的可靠性.研究结果表明,雅鲁藏布江缝合带与班公—怒江缝合带之间的拉萨地块东部地区,台站的快剪切波（快波）偏振方向主要受区域应力场影响,快波偏振方向主要是NS或NNE方向,表明了区域最大主压应力方向;但个别地震台站（当雄台）快波偏振方向受原地主压应力影响,其快波偏振方向既不平行于断裂走向也不平行于区域主压应力方向,揭示出地壳介质的局部变形导致的局部应力方向不同于青藏块体里的其他地区.研究区西部的改则、普兰和研究区北部的双湖,快波偏振方向显示与断裂等构造走向一致的特点.研究区东部的昌都和察隅,快波偏振方向除了与断裂走向（或构造线）一致,还与地表运动的方向相同,揭示了青藏块体东部的深部物质可能的运移方向.这个现象虽然还需更多的研究证实,但这个发现的重要启示是,地震各向异性结合地表变形可用于探讨地壳深部物质的运动.

     

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1971—2020年江西暴雨预警信号等级时空分布特征

利用1971—2020年江西省83站国家气象观测站逐时降水资料,采用EOF分析、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet小波变换等方法,对江西暴雨预警信号等级的时空分布特征进行了分析。结果表明：1)江西暴雨蓝色、黄色和橙色预警信号年平均发布频次均呈“东北多、西南少”的地域分布,暴雨红色预警主要在鄱阳湖南侧存在多发区;上饶市和景德镇市是暴雨蓝色和黄色预警信号发布频次异常的敏感区,且在江西北部与中部表现出较明显的反位相变化特征。2)暴雨蓝色预警信号发布时间表现为单峰型,主要出现在13—16时,其他三种级别暴雨预警信号发布时间均表现为双峰型,主要有上午和傍晚两个易发时段。3)暴雨红色预警信号发布主要在6—8月,其他等级暴雨预警主要在5—8月,各等级暴雨预警信号均在6月发布最多。4)各等级暴雨预警信号发布频次均存在6—8 a的年际周期振荡,目前江西暴雨蓝色和黄色预警信号发布频次进入偏少期,而暴雨橙色和红色预警信号发布进入偏多期。5)暴雨红色预警信号发布频次呈0.70次/(10 a)的线性增加趋势,且在1992年发生明显由偏少转为偏多的突变,大部地区暴雨红色预警信号发布时降水极...     

关于频率电磁测深几个问题的探讨(八)——频率电磁测深与瞬变电磁测深的关系

从探测原理出发,说明人工源频率电磁测深与瞬变电磁测深的关系密切,这是一个问题的两个方面,可以互相转换。两种探测方法实质是一样的,具有共性;但毕竟从频率域和时间域两个侧面反映问题,又具有各自特性。两种方法的原理所依据的麦克斯韦方程,其正演公式可通过傅立叶变换相互转换;从实际探测所发收的信号特征,场区划分与探测深度等主要方面阐明两种探测方法异同,以加深对探测理论与方法的认识,结合实际择优应用。     

基于FRFT的GOBS高精度水声时钟同步方法研究

组合式海底地震采集站GOBS(Group Ocean Bottom Seismometer)为一种自容式海底地震采集站组网设备,为实现长期留海作业,其采集站的电路时钟源通常采用低功耗石英晶振.现有设备水下无法进行精确对钟,长时间留海作业将产生时钟时间漂移累积而导致多道GOBS数据难以处理.针对这一问题,本文提出了一种水声时钟同步方法,其基本原理是利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号的能量聚集性精确估计信号到达时刻,通过水声时标与GOBS间多次的周期性单向消息传递得到GOBS本地时间与水声时标标准时间的映射关系,实现GOBS的时钟同步.本方法考虑到水下资源受限的现实条件,在控制同步消息开销和计算开销的前提下,采取水声时标向GOBS的单向消息广播模式,减少GOBS功耗,延长了GOBS的可持续工作时间.同时实现了时钟同步的目标,将所有GOBS的本地时间同步到一个全局时间上去,避免了节点时钟漂移的累积,提高了时钟精度.通过数值仿真和水池测试验证表明,本方法具有计算复杂度低、时钟同步精度高、能耗小的特点,具有较好的实用价值.     

一种GNSS码跟踪环路中的多径抑制方法

主要介绍了一种在GNSS信号中抑制多径信号的鉴相方法,接收机接收到的GNSS信号中往往包含多径信号,GNSS信号进行下变频生成中频信号后,进行模数转换;将经过模数转换后的GNSS信号进行载波剥离,得到I路和Q路的信号,在码跟踪环路中,对I路和Q路信号进行码剥离,得到多径信号的互相关功率后,采用基于精密TK采样间隔的TK—EML5鉴相方法,能够起到有效地抑制多径信号的效果。     

长江上游夏季径流量年际增量预测模型及检验

基于1980-2020年长江上游夏季径流量、降水和气温等资料,采用小波分析、最优子集回归等方法,分析径流量、降水量和气温的变化关系,探讨引发径流量变化的前兆气候异常信号,并构建径流量年际增量预测模型.结果 表明:径流量多寡直接取决于流域总降水量,两者表现出显著的准两年周期振荡特征,年际增量之间的相关系数(TCC)为0....     

THE FEATURES OF EAST ASIAN JET STREAM IN PERSISTENT SNOWSTORM AND FREEZING RAIN PROCESSES OVER SOUTHERN CHINA IN EARLY 2008

Based on the National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) daily reanalysis data and the upper-level objective analysis data provided by the Meteorological Information Comprehensive Analysis and Process System (MICAPS), the feature of the spatio-temporal variation of the East Asian jet stream (EAJS) in persistent snowstorm and freezing rain processes over southern China in January 2008 have been investigated. Each of the storm events was closely linked with the extraordinarily abnormal variations of East Asian subtropical jet (EASJ) and East Asian polar front jet (EAPJ) at that time. The stronger EASJ with abnormally northward position of the jet axis corresponded to the more intense storm event with broader ranges and longer duration time. The heavy freezing-rain-and-snow event occurred over the region where a strong southerly wind of EASJ prevailed. Meanwhile, the westerly and northerly winds of the EAPJ were significantly intensified, which were also closely related to the beginning, enhancement, and ending of the heavy snowfall. The meridional component of the EAPJ was dominated by the northerly wind during the snowstorm. Thus, the intensification of the snowstorm was attributed to both the strengthening of the meridional wind of EAPJ and the southerly wind of EASJ. Further analysis indicated that wind speed and the zonal wind of the two jets exhibited precursory signals about half a month prior to this extreme event, and the precursory signals were found in the meridional components of the two jets about 20 days preceding the event. The sudden weakening of the meridional component of EASJ and the zonal component of EAPJ signified the ending of this persistent snowstorm.     

2017年西藏米林MS6.9地震前地磁垂直强度极化异常特征

基于中国大陆65 个地磁台站秒采样观测资料,利用地磁垂直强度极化方法提取了2017年西藏米林M_S6.9 地震震中及附近区域超低频电磁异常信号并分析其时空演化特征。结果显示:米林M_S6.9 地震前在青藏高原出现了大范围的地磁垂直强度极化高值异常,异常过程共持续9天;高值异常开始于2017 年10 月30 日,高值持续3 天之后出现短时间下降,随即转折上升,再次出现高值异常并持续了4 天,在此过程中各高值台站的时序曲线呈现出单峰或双峰的形态。空间分布图显示高值异常在中国大陆西部区域反复出现,尤其是在青藏高原巴颜喀拉地块与羌塘地块的交界处。异常呈“出现—扩大—收缩—消失—扩大—消失”的演化过程,10月31日异常面积达到最大值。异常过程结束后10天发生了西藏米林M_S6.9地震,震中距离10 月31 日异常阈值线5 km。综合分析认为,此次异常与米林地震具有较强的时空相关性,是可靠的地震电磁前兆异常。