低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学，以及大陆，冰川和海洋的相互作用，改善现有地球重力场模型（包括精度和空间解析度）是非常重要的。IUGG等国际组织对此已经强调了很多年。最近，由德国的GFZ（GeoForschungsZentrum)，美国的NASA（National Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局ESA（European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术－SST（Satellite-to-Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的GPS连续追踪新发射低轨道卫星，并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有3颗：GHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research an Application)已经于2000年发射；GRACE（Gravity Recovery and Climate Experimert)定于2002年发射；GOCE（Gravity Field and Steady-state Ocean Cirulation Explorer)计划2004年发射，它们可以统称为重力卫星。载有SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型，加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好地参考。上述3个重力卫星工作在有明显区别的不同波谱内，它们有不同的科学应用，仅有一小部分重合。所以，就应用而言它们是完全互补的。它们在地球科学中的应用将是广泛的，特别对于固体地球物理学，海洋学以及大地测量学等领域，它们将会带来革命性的变化，其意义不亚于GPS。     

平凉隐伏岩溶水环境同位素研究

地下水资源可持续利用的一个急待解决的重要问题,是对地下水补给和更新能力的评价.利用环境同位素技术研究地下水的补给和可更新性是当前较为新颖的方法之一.在西北干旱、半干旱的隐伏岩溶地区,地下水埋藏条件复杂,常规的地质勘探方法所能提供的水文地质信息有限,环境同位素方法在研究地下水的补给及可更新能力方面发挥了优势,可对传统方法进行补充和验证.其结果表明,研究区隐伏岩溶水形成较早,且有大量现代水的混入,平均混入量为54%.说明区内隐伏岩溶水的补给和更新能力较好.环境同位素分析结果还显示,大岔河隐伏岩溶水为一相对独立、半开放的水文地质单元,其补给来源部分为流域内大气降水、地表水的补给,部分为东南部三道沟岩溶地下水的补给;根据环境同位素EPM模型计算,地下水的滞留时间为36 a.地下水储存量为1.314×108 m3; 储水系数为7.29×10-3.这一结果与传统勘探方法的计算结果基本吻合,说明环境同位素方法的实用性.     

台湾海峡西岸重力场变化梯度场图像分析

讨论了应用曲面拟合技术和利用离散的重力观测点的重力变化对特定研究区的重力场变化进行数值模拟以获取该区重力变化空间梯度场图像的具体方法;并应用该方法获得了2004年3月福建安溪3.6级地震前的重力变化空间梯度场图像,发现空间梯度场图像能清晰地反映出地震前重力场群体性变化的差异性;利用此方法对2005年6月~2006年3月间台湾海峡西岸重力场变化进行数值模拟,获得其空间梯度场图像。     

滇西动态重力网的分形特征及空间分辨力

介绍了用分形学描述地球物理观测网非均匀分布和联合应用分形特征与Ｓｈａｎｎｏｎ定理确定最佳网格距的方法。研究了滇西动态重力网的分形特征，它的分形维Ｄｆ＝１．２７，最佳网格距ｒ０＝２８ｋｍ。讨论了１９８６年至１９９４年间网区发生的８次Ｍｓ＞５．０级地震前重力场变化的可信性，指出这些变化的波长均大于１００ｋｍ，至少２倍于网的最小空间分辨力，因而是可信的     

HD 82943行星系统的2:1共振与稳定性

用直接数值积分方法通过模拟不同的行星构型探讨了HD82943行星系统(由两颗共振的巨行星组成)的长期动力演化,同时,还研究了在相空间的轨道运动.在对系统长达107年数值积分中,发现所有的稳定轨道均与2:1共振相关联.典型地,在相同的时标内,两个共振幅角θ1和θ2同时(或其中之一)存在秤动.由于共振幅角在一定范围内的秤动,因而使两颗行星轨道半长径被约束而表现为规则运动模式.另外,利用分析模型(包含了外行星偏心率e2的因素),还讨论了对于不同取值的e2和相对近星点经度θ时,内行星在相空间的运动,并发现2:1轨道共振对于相对较小的e2以及当θ=0°时易于保持.此外,适中的e2将导致系统的两颗行星进入深度共振状态.再者,分析模型和数值计算的结果吻合得很好,两者都揭示了行星系统的2:1共振结构.     

三峡重庆库区深部地球物理特征与断裂构造

为了深入研究三峡重庆库区岩石圈动力学特征及其对断裂构造活动的控制和影响．并为之提供基础资料，为三峡重庆库区地震、地质灾害的监测与防治提供基础依据，在已有地球物理资料的基础上，从综合地球物理研究角度出发，通过实测地震测线资料的再解释．采用新的处理技术方法，对本区的东西向主剖面和南北向支测线的地震测深资料进行二维射线追踪处理、Pg波成像；选用场分离技术、位移数字成像技术重新处理了重力和航磁资料，通过联合反演来建立深部二维构造剖面，对剖面所揭示的基底构造特征和地壳结构特征、主要断裂构造特征以及莫霍面的起伏特征进行了精细分析和细致研究．从地球物理平面场特征出发建立了岩石圈构造三维框架。研究结果表明，这样的研究思路准确、方法得当．结论可靠；沿该剖面，把可解译的断裂分为Ⅲ级：Ⅰ级为超岩石圈断裂；Ⅱ级为壳断裂；Ⅲ级为盖层断裂。依据地球物理特征，准确揭示了库区的断裂构造特征，达到了预期效果。     

滇西北和邻区均衡重力异常特征及其壳内构造

本文以爱黎-海斯卡宁均衡补偿假设模式为基础,利用圆模板编制了滇西北及邻区均衡重力异常图。分析了异常的基本特征与壳内构造的关系,并初步探讨了均衡重力异常和强震活动的相关性。     

辽宁省深部构造特征及其地质意义

本文应用了最新取得的“五统一”区域重力成果，并经过对浅表松散槽（如下辽河断陷，大岩体等）的密度亏损进行补偿改正后，求取了全省的区域重力场及其垂向二次导数，计算了莫氏面等深度图。在分析区域重力场及其垂向二次导数异常特征和莫氏面起伏特征的基础上，划分出辽宁深部构造的基本格局。从平面上探讨了深部构造与地形地势、地质构造及矿产分布的关系，从剖面上剖析了辽宁省地壳分层的宏观特征     

Contact Binaries: A Study of the Proximity Effects and Gravity Darkening Based on Kopal’s Fourier Method

A new method for the determination of the proximity effects and gravity darkening exponents in contact binaries of W UMa type is presented. The method is based on Kopal’s method of Fourier analysis of the light changes of eclipsing variables in the Frequency Domain. The method was applied to 36 W UMa systems for which geometric and photometric elements have been derived by the most powerful techniques. The derived values are very close to those predicted by the existing theory of radiative transfer or convective equilibrium.     

1999年8月11日日全食期间的重力吸引效应研究

对1999年8月11日日全食阴影扫过欧洲期间,设在Annelles,Uccle,Walferdange和Bondy弹簧和超导重力仪的记录进行了分析.为了确定月亮对太阳万有引力可能的遮挡效应的极限,对超导和弹簧重力仪记录进行了比较.同时也对LCR和阿斯卡尼亚重力仪观测结果进行了讨论.结论是如果日食重力吸引效应存在,它应在超导重力仪±1 nm/s2(0.1×10-8ms-2)的观测精度范围之内.研究发现在以上情形下,弹簧和超导重力仪都在它们的精度范围内工作,并且日食引起的异常环境干扰可能使重力信号有重大的改变.