中高层大气瞬态发光事件（TLEs）及可能的影响

中高层大气瞬态发光事件（TLEs）是发生于活跃雷暴上空平流层和中间层的一类快速大气放电现象。根据光辐射的形态特征和发生位置的不同,可将已发现的TLEs归纳为4类：由电离层快速向下发展的Red Sprites(又称红色精灵,红闪);由雷暴云顶部向上发展的Blue Jets（又称蓝色喷流,蓝激流）;由闪电激发的低电离层区域的圆环状放电ELVEs(Emissions of Light and VLF perturbation due to EMP Sources,又称光辐射和EMP源引起的甚低频扰动) 和由云顶向电离层快速向上发展的Gigantic Jets(又称巨大喷流)。对已有的TLEs现象学和形态特征的观测事实以及物理机制和理论研究等进行了回顾,讨论了TLEs对平流层和中间层大气以及电离层的可能影响,并提出了目前在TLEs理论方面尚未解决的问题,指出了进一步观测和理论研究的必要性。     

基于时频分析方法提取瞬态瑞利波频散曲线

作为一种无损浅层勘探方法,瑞利波越来越多地应用于地震工程、环境工程及岩土工程测试中。其中,一项重要的工作是提取瑞利波的频散曲线。根据激振方式不同,瑞利波勘探可分为稳态法、瞬态法和地脉动台阵法。基于相位谱法提取瞬态瑞利波的频散曲线,一般将两通道瑞利波的相位差限制在2π之内,因此限制了两拾振器之间的布点距离。本文利用时频分析方法,分析了瞬态瑞利波法频散曲线的提取方法,避免了对相位差的限制。数值试验结果表明,采用时频分析方法提取到的频散曲线具有较高的精度。     

瞬变电磁探测系统(CASTEM)试验对比——安徽颖上大王庄铁矿

为推进国产电磁勘探设备的高端化进程,自主研发了CASTEM瞬变电磁系统.在前期系统开发、测试及集成基础上,开展野外试验研究,以检验CASTEM系统的稳定性及探测能力.选择已取得显著勘探成果的安徽颖上县大王庄铁矿进行试验,试验内容包括大功率发射机性能、接收系统噪声性能、实测响应曲线和反演效果,并与国际高端瞬变电磁仪在上述几方面进行了对比.试验结果表明CASTEM系统的各项指标性能稳定、可靠,已达到国际先进水平;探测成果与高端瞬变电磁仪器探测成果以及钻孔资料相吻合,表明CASTEM系统可以用于深部勘探.     

从瞬变电磁场到波场的优化算法

在波场的正变换中,保证瞬变电磁场的计算精度的同时,应用两步最优化算法,成功地控制和减少了积分系数个数和离散数字积分的采样点个数,解决了在波场反变换式中,由于积分系数过多而产生的欠定方程组的问题,同时改善了第一类算子方程的不适定性.在波场反变换中,将正则化算法用于逆变换过程的计算中,通过采用偏差原理和Newton迭代格式选出最优的正则化参数,使得反变换所得到的波场稳定、可靠.通过对数值计算结果与已知波场函数对比,证明了该方法的有效性和实用性.     

综合物探在寿阳煤矿水害探测中的应用

利用瞬变电磁法和环形测深相结合的综合勘探方法,对煤矿富水区域进行探测。瞬变电磁法施工方便,该方法对低阻含水体特别灵敏,受体积效应影响小,分辨率高,从平面上控制富水区域大小。环形测深可以探测不同方向的岩层视电阻率变化情况,对于地下径流方向进行控制。2种方法相结合,即平面控制区域,含水区域延伸变化情况也得到控制。对于富水区域的探测,使用综合勘探,可以减少单一方法多解性问题,使探测结果更符合实际,这2种方法相结合的理论,有助于今后这方面的探测研究。     

黄河干流径流量暂态成分与时频分析及其预测

利用时间序列的研究方法对黄河干流径流量的暂态成分进行了分析，用小波方法研究了径流量的时频结构，结果表明：黄河上游水量与下游水量具有极好的一致性，径流量没有明显的下降趋势，径流量也没有突变现象，但基流径流量例外；径流量有准10a、3—4a左右的周期变化。用模拟性能极好的均值生成函数对径流量进行了预测。     

电导率分块均匀的瞬变电磁25维有限元数值模拟

在吸收并修正部分前人工作的基础上，给出了电导率分块均匀的瞬变电磁25维有限单元法正演算法. 在该算法中，（1）采用在矩形网格中进一步三角细化的剖分方式，同时考虑到矩形单元中心节点的性质，求解线性方程组前用高斯消元法消除矩形网格中心节点上的待求未知量，这样一方面较准确地模拟出任意二维复杂地电断面，另一方面又大大地节省了计算量；（2） 采用计算二次场的算法，事先仅需获得电场和磁场沿地电构造走向方向两个分量的一次场，故而不但计算精度较高，而且不明显增加计算量. 最后，对几例典型模型进行正演，并与解析解对比，验证了本文方法的有效性.     

Sensitivity analysis of a no-crossflow model for the transient flowmeter test

 Logarithmic sensitivities and plausible relative errors are studied in a simple no-crossflow model of a transient flowmeter test (TFMT). This model is identical to the model of a constant-rate pumping test conducted on a fully penetrating well with wellbore storage, surrounded by a thick skin zone, and situated in a homogeneous confined aquifer. The sensitivities of wellbore drawdown and wellface flowrate to aquifer and skin parameters are independent of the pumping rate. However, the plausible relative errors in the aquifer and skin parameters estimated from drawdown and wellface flowrate data can be proportionally decreased by increasing the pumping rate. The plausible relative errors vary by many orders of magnitude from the beginning of the TFMT. The practically important flowrate and drawdown measurements in this test, for which the plausible relative errors vary by less than one order of magnitude from the minimum plausible relative errors, can begin approximately when the dimensionless wellface flowrate exceeds q _D =q/Q≈0.4. During most of this stage of the test, the plausible relative errors in aquifer hydraulic conductivity (K _a ) are generally an order of magnitude smaller than those in aquifer specific storativity. The plausible relative errors in the skin hydraulic conductivity (K _s ) are generally larger than the plausible relative errors in the aquifer specific storativity when the thick skin is normal (K _s >K _a ) and smaller when the thick skin is damaged (K _s <K _a ). The specific storativity of the skin zone would be so biased that one should not even attempt to estimate it from the TFMT. We acknowledge Wiebe H. van der Molen for recommending the De Hoog algorithm and sharing his code. This research was partially supported by the US Geological Survey, USGS Agreement #1434-HQ-96-GR-02689 and North Carolina Water Resources Research Institute, WRRI Project #70165.     

地震波场的复射线展开

利用复射线理论将惠更斯原理推广到复空间,发展出一种简便的波场计算方法.本文以均匀柱面波在平界面上的反射场为例,用复射线展开法计算了时谐地震波及瞬变地震波在部分反射、全反射和临界角过渡区的场分布,并与平面波谱积分结果进行了比较.结果表明,用复射线展开法可以自动平滑过渡区反射场的奇异性,因而该方法可直接处理焦点、焦散线和全反射过渡区等复杂的波场分析与综合问题,并可简化数值计算过程.     

Hilbert-Huang变换与地震信号的时频分析

本文介绍了HHT时频分析方法及瞬时频率的概念，给出了已知信号的经验模态分解及其时频分布，并对实际地震波形信号进行了HHT时频处理与剖析。结果表明，HHT方法能准确描述地震波形信号的非线性时变特征，是地震信号时频分析的有效工具。