蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究

蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面"地形",将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。     

基于高分辨率风场的海洋近惯性能通量计算——时空特征及其影响因素

基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响。浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量。本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1TW=10¹²W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW。在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关。在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋。混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部。风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13%—30%。阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5%。中尺...     

广州市主要断裂带特征震源模型研究

在广州市目标区内的主要活动断层危险性评价的基础上,综合活断层探测的研究成果和资料,对于具有潜在发震可能的主要断层,基于凹凸体震源模型建模理论进行了特征计算模型的建模。根据断层地震危险性分析确定的断层发震震级和几何参数,进行了断层的宏观参数和微观参数的设定。为通过复核预测方法计算与合成近断层强地震动场和城市危害性评价提供了科学的依据。     

苏门答腊裂谷盆地带构造分带及其成藏模式

苏门答腊弧后裂谷盆地带是印尼乃至东南亚最大的油气产区,由于勘探程度高, 近十年来勘探成效差,盆地油气发现进入瓶颈期。为了指明苏门答腊弧后裂谷盆地带勘探方向,以盆地带构造演化为主线,以构造带为研究对象,在构造特征、构造对成藏模式控制作用等多方面研究的基础上,预测了苏门答腊盆地带有利勘探领域。根据构造特征分析,苏门答腊弧后裂谷盆地带可划分为近岛弧带、中央反转带和远岛弧带3个构造带。近岛弧带以继承性隆起为构造特征,油气主要通过断裂垂向运移,聚集在局部构造高部位生物礁和背斜之中,近岛弧带为旁生侧储型成藏模式,基底潜山圈闭是近岛弧带未来的勘探方向;中央反转带构造样式为挤压反转的半地堑、铲式正断层,中央反转带油气来自底部深凹陷,上部多层系做储层,垂向断层或侧向砂体发育,沟通烃源岩与圈闭,具有近水楼台的优势成藏条件,为下生上储型成藏模式,该带基底潜山圈闭和源内构造—岩性圈闭也具有较好的烃—运—储匹配关系,可能形成好的油气藏;远岛弧带以单斜构造背景为主,局部发育深洼陷,远岛弧带局部洼陷具有一定的生烃能力,该构造带钻井揭示了地层超覆油气藏,但目前勘探程度较低,尚存在较大勘探潜力。     

西非塞拉利昂—利比里亚盆地深水岩性油气藏成藏特征

立足于大西洋的构造演化,划分了盆地构造演化阶段,明确了不同演化阶段的构造、沉积特征,分析了漂移期岩性油气藏的成藏特征,建立油气成藏模式,指出了油气勘探的方向。研究表明,塞拉利昂—利比里亚盆地经历了裂陷期和漂移期两个演化阶段,早白垩世裂陷期,构造活动强烈,以陆相沉积为主;晚白垩世至今的漂移期构造活动弱,以海相沉积为主。赛诺曼—土伦阶海相烃源岩是漂移期岩性油气藏的主要油气来源,是油气成藏的基础;盆地漂移期广泛发育大型深水沉积体,深水沉积体是漂移期储层和岩性圈闭形成的关键;油气运移控制了岩性油气藏的成藏模式,漂移期构造活动弱,缺少油源断裂,赛诺曼—土伦阶成熟烃源岩生成的油气就近运移至烃源岩层内的岩性圈闭中聚集成藏,形成自生自储的油气成藏模式;寻找赛诺曼—土伦阶烃源岩灶内大型沉积体是盆地未来深水区油气勘探的重要方向。     

利用断层应力积累探讨大地震发生的地点——以日本2011年东北9级大地震为例

大地震在哪里发生是地震预报首先要解决的问题.利用反演GNSS观测数据得到的2011年日本东北9级大地震前7年（2004—2010年）断层上的应力变化,我们发现了这次地震断层的孕震区.为了进一步研究该孕震区的演化过程,本文继续反演这次大地震在1997—2003年间的断层应力变化过程.通过这两期的反演工作,我们看到,在这14年中,断层应力的年变化图案的主要特征基本是稳定的,并存在明显的应力增加区和降低区.前者与地震的破裂区吻合,后者与前震、重复小地震和无震滑动的区域一致.显著的剪切应力增加区不但与主震,而且还与大余震的破裂区相符合.我们发现断层面上高应力积累区的零剪应力和零正应力变化的等值线不重合,前者在断层面上的深度大于后者,这意味着在剪应力增加区存在着正应力降低区或剪切强度降低区（由于剪切强度与正应力成正比）.断层初始破裂点似乎更偏好零正应力等值线附近的位置,这是因为该处不但靠近剪切强度降低区,而且位于剪应力积累最显著的地方.研究结果表明,正应力变化对大地震的初始破裂有影响;本文所使用的断层应力变化反演方法,可以用来作为预测大地震发生位置的一种手段.

     

滇西北构造地热特征及对地震活动的影响

温泉的水化学组分、循环路径和构造地热特征是分析活动断裂中流体耦合机制及讨论流体对地震发生影响的有效约束之一.本文通过对滇西北地区多条活动断裂附近的温泉资料进行收集, 应用硅-焓模型估算了该区域温泉的热储温度, 对温泉的出露温度、离子组分、热储温度、循环深度及同位素组成特征(δD和δ¹⁸O)等进行了分析.首先对区域内的地震进行了重定位分析, 讨论了小震震源深度与热储温度的关系, 而后分析了该区域的b值特征, 论述了以热储温度表示的区域浅层地热特征与地震活动的关系.结果表明2021年5月21日云南漾濞6.4级地震发生在浅层地温场高值区与低值区转换的地热温度梯度异常区内.

     

GNSS-A直线测量模式及航迹组合优化分析

海底控制点的GNSS-A定位精度受到测量船相对于海底控制点的航迹影响,本文针对圆形测量模式垂向几何结构较弱的问题,给出了一种新的基于嵌套圆的直线测量模式的分析方法,研究了直线测量模式的参数可估性,并给出了直线测量模式得到唯一解的条件.同时,详细分析了圆形测量模式下要增加十字航迹的原因,推导出圆加十字测量模式下获得海底控制点最优三维点位精度的走航半径约为1.15倍水深.理论分析表明,在圆形测量模式下增加直线航迹能够有效增强其几何结构,提升定位效能.此外,针对是否存在唯一的最优航迹进行了思考,并给出了相应的见解.最后,利用深海实测数据验证了理论推导的结果,圆加十字测量模式较圆形测量模式对海底控制点定位的精度提升可达1.4 cm.

     

利用BP神经网络技术建立自贡地区地震动地形效应模型及其在汶川地震中的效验

地形效应是地震学、地震工程学和工程地震学中非常重要的研究课题.地震震后调查发现: 地形起伏变化引起了更严重的地震灾害, 地震仪器也记录到复杂的三维地形对地震动具有放大效应.关于地形激发的地震动效应问题, 目前仍处于定性研究阶段, 得到了一些定性的结论: 如地形效应表现为与地形坡度相关、与山脊和山谷相关、与山形坡面形态相关、与山体高宽比相关、与地形变化的尺度相关等等.这些定性结论没能给出影响地形效应的主要因素, 如何预测地形效应仍是难题.本文通过谱元数值模拟方法, 计算了自贡地区的地震动地形效应的放大系数, 同时引入BP神经网络技术, 揭示了地形放大系数可以用不同尺度地形上的变化来表述, 即可以用地形高程、地形变化梯度及其高阶变化梯度来表示.据此为参量, 文中建立了地形效应BP神经网络的预测模型, 并将该预测模型的结果与自贡地形台阵在汶川地震中的主震记录获得的地形放大系数结果进行了对比, 给出了预测结果与实际结果的差异范围, 讨论了造成差异的成因, 该论文提出的研究方法为更全面的研究地形效应提供了重要的研究思路.

     

电离层高阶项改正对参考框架实现及测站坐标的影响分析

根据电离层高阶项改正模型,确定了高阶项延迟对不同GPS观测量的影响量。根据IERS协议2010推荐的最新模型,对全球均匀分布的104个IGS基准站数据进行了重新处理,研究了电离层高阶项延迟(二、三阶项)对坐标参考框架实现及测站坐标的影响,量化了不同地磁模型下的高阶项改正影响变化。结果表明,电离层延迟高阶项改正对参考框架原点有较大影响,犣方向的平移可达20mm,犡、犢方向的平移所受的影响相对较小,大部分维持在5mm以下;电离层高阶项延迟会引起测站坐标变化的区域性偏移现象;地磁模型的不同会导致参考框架原点犣方向有着约10mm的变化,在局部区域也会引起显著的测站坐标变化差异。最后对电离层高阶项改正的影响结果进行了分析与讨论。