板块汇聚带的造山和重力垮塌作用及其力学成因:以雅鲁藏布江-喜马拉雅山汇聚带为例

从大洋底部磁异常条带的宽度变化可以看出,大洋的扩张速率是时常变化的,这种变化与板块俯冲角度的变化一样,对板块汇聚带的应力和应变场有重要的控制作用。中国存在众多不同特征、不同年代的板块汇聚带,根据其中发生的构造作用可以反演汇聚带在板块扩张速率和俯冲角度控制下的演化。有着巨大高差的喜马拉雅山构造带和雅鲁藏布江缝合带在喜马拉雅山东、西构造结逐渐交汇在一起,其平均海拔高度随之增大而宽度不断变小。喜马拉雅山中段的推覆发生在中新世早期,在推覆的过程中,其北缘沿藏南拆离系还发生了大规模的南北向伸展。这表明在中新世前,在雅鲁藏布江缝合带和喜马拉雅山之间可能存在一个规模很大的造山带,在这里称之为喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带,它在中新世初发生了垮塌。作为这个造山带的前缘,喜马拉雅山中段发生向南的推覆,这就是喜马拉雅山中段的推覆时间要远远滞后于印度和欧亚大陆的碰撞时间的原因。造山带的垮塌可能是印度与欧亚大陆间水平汇聚速率的突然减小造成的。发生在古近纪的日本海和中国的松辽盆地的弧后扩张与喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带的重力垮塌作用可以对比,可能是太平洋和欧亚大陆汇聚速率的突然减小造成的。在白垩纪,太平洋和欧亚大陆汇聚速率很大,所以,欧亚大陆东缘,包括日本海和中国的松辽盆地,在当时可能是规模很大的造山带。位于秦岭南侧,上覆在四川盆地之上的大巴山推覆带的形成机制与喜马拉雅山在中新世的推覆成因类似,与晚白垩世—古近纪秦岭的垮塌有成因关联。秦岭的垮塌可能是华南—华北汇聚速率减小造成的,在此之前秦岭要比现今高得多。     

基于Shapelets基函数的引力透镜质量重构方法

引力透镜效应是探测星系团物质分布的有效方法之一.目前,利用引力透镜数据重构星系团质量分布的主流方法可以分为两大类,即参数法和非参数法.在实际研究工作中,受限于质量模型假设和计算分辨率等方面的影响,现有的重构算法仍有诸多亟需解决的问题.基于Shapelets基函数的引力透镜质量重构方法通过基函数来实现引力透镜质量重构,使用Shapelets基函数分解引力透镜势,以引力透镜中多重像的位置和背景星系椭率畸变为限制条件来迭代求解基函数系数从而得到透镜体的质量分布.通过拟合一个模拟的NFW (Navarro,Frenk and White)透镜系统测试了新方法的可行性,结果表明新方法可以在整体上重构出透镜体的质量分布,并拟合出接近真实的源位置,能够为星系团质量测量提供一套灵活且高效的重构算法.     

基于卫星轨道扰动理论的重力反演算法

为了更充分利用低轨重力卫星的高精度观测数据,根据卫星轨道的扰动理论,导出了应用卫星轨道与星间距离观测值联合反演地球重力场模型的算法.该算法的实质是将牛顿运动方程在卫星轨道处进行展开,转化为第二类Volterra积分方程,并采用基于移动窗口的9次多项式内插公式进行数值求解.给出了该算法的观测方程,用QR分解法消去局部参数矩阵,最后采用预条件共轭梯度法求解法方程.利用GRACE卫星2008-01-01~2008-08-01时间段内的轨道及星间距离观测数据,解算了120阶次的地球重力场模型SWJTU-GRACE01S,该模型在120阶处的阶方差为1.58×10^-8,大地水准面差距累计误差为22.29 cm,与美国GPS水准网比较的标准差为0.793 m,结果表明:SWJTU-GRACE01S模型精度介于EIGEN-GRACE01S与EIGEN-GRACE02S模型之间,从而验证了该算法的有效性.     

新疆南天山地区重力场动态变化与乌恰西6.8级地震

利用2005—2009年流动重力观测资料,分析新疆南天山地区重力场动态变化特征,并给出一年尺度的重力场变化图像,结合重力段差时序图以及GPS计算资料分析2008年10月5日乌恰西6.8级地震与重力场、应变场的关系,并综合分析区域重力场与动力构造环境的响应关系。结果表明:重力场变化与区域应力-应变场微动态活动有关,重力场变化反映出应力场引起的重力源兆变化特征。     

Physical consequences of intrinsic dilation currents

In the Einstein-Carten theory only the traceless part of the torsion field can be related spin. Here we generalize the Einstein-Cartan theory by allowing iutrinsic dilation currents, which couple algebraically to the torsion trace. This implies implies a variable gravitational coupling, G.     

西风急流对鲁西北一次暴雨过程的影响

利用WRF中尺度数值模式和FNL再分析资料,结合常规观测资料,对2015年08月03日发生在鲁西北地区的暴雨过程其进行了诊断计算、数值模拟和机制分析。研究表明,急流对上游强降水释放潜热向下游的输送和沿急流南侧传播的重力波共同影响是此次暴雨形成的重要因素:(1)上游地区降水过程的潜热释放通过西风急流输送到下游,使滨州地区对流层上层暖平流显著增强,引起强烈的上升运动;(2)高空急流南侧激发的中尺度重力波沿西风急流自西向东传播,波峰促使不稳定能量释放而触发强对流天气。     

非微扰的极早期宇宙现象学: 共振的原初扰动与非高斯尾巴

在精确宇宙学的时代, 多信使、高精度、小尺度的宇宙学观测在帮助人们从更加深刻的层面理解宇宙极早期的同时, 也给基于线性近似和微扰展开宇宙学扰动理论带来了新的挑战. 近年来, 对原初引力波和原初黑洞的搜寻使得研究人员们对早期宇宙在小尺度上的非线性非微扰过程产生了浓厚的研究兴趣. 综述了在宇宙学小尺度上关于原初黑洞产生以及引力波研究取得的诸多进展, 重点关注了使用Mathieu方程的共振效应来研究小尺度功率谱放大以及诱导产生可观测的原初引力波的方法. 此外, 还尝试探讨了非高斯尾巴对原初黑洞形成的影响. 发现Mathieu方程所具备的共振效应可以提供一种有效的方法来刻画原初宇宙中小尺度的非微扰动力学过程, 从而能够更好地理解原初黑洞的形成以及相关的引力波产生机制. 同时, 非微扰的非高斯性在原初黑洞形成中可能会产生不可忽视的影响.     

双星系统中大质量比致密天体质量四极矩对轨道频率的影响分析

极端质量比旋进系统是空间引力波探测器最重要的波源之一。对引力波的探测需要高精度波形模版。当前主流的极端质量比旋进系统引力波计算模型中,人们一般将小质量天体当作试验粒子进行计算,而忽略了其结构及自身引力对背景引力场的影响。利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程研究延展体在弯曲时空中的运动,以及小天体自旋和质量多极矩对引力波信号识别产生的影响。结果表明,质量比在10?6-10?4范围的旋进系统,其自旋达到很大时,自旋对延展体的轨道运动有不可忽略的影响;在质量比10?4-10?2区间内,需要考虑中心黑洞潮汐作用导致的白矮星形变;在质量比大于10?4,且白矮星自旋很大时,其自旋产生的形变会对小天体轨道运动产生不可忽略的影响。大质量黑洞潮汐作用导致的恒星级黑洞或中子星产生的形变可以忽略,中子星和黑洞的自旋会对轨道运动产生不可忽略的影响,而自旋产生的四极矩对轨道运动不产生影响。     

重磁场多尺度分析原理

介绍了连续小波变换,离散小波变换,框架理论和多分辨分析（多尺度分析）等小波分析的基本方法原理以及第二代小波（升降方案）,以及近年来小波分析在重磁场中的应用成果（包划常识别,异常分离,信号云噪,重磁下延,反演成像等方面）。在对其进行仔细分析的基础上,指出目前小波分析在重磁场领域应用中存在的问题,诸如如何选择一个较优的小波母函数,并提出相应的解决思路－模型小波。     

航空吊挂式定点高精度重力系统的研制与试验

我们在引进国外生产的高精度重力仪的基础上，开发研制出航空吊挂式定点高精度重力系统，并于１９９３年１月１０日至３月２４日在哈尔滨利用直升机进行野外试验，与地面高精度重力对比，取得重力精度为±０．０９１×１０￣（－５）ｍ／ｓ￣２，高程精度为±０．５１ｍ的试验成果。用这种方法可供进一步在沙漠、沼泽、及其它交通困难地区进行生产性试验工作。