地球物理学报杂志

年代际预测和耦合资料同化研究综述

关键词: 年代际预测  初始化  耦合资料同化  初始冲击  

年代际预测是近年来气候变化研究的一个迅速发展的新兴热点领域,其首要步骤是进行初始化,目的是为年代际预测提供包含观测变率信息的初值.发展效果好且省时的初始化方法是年代际预测的重大挑战之一,目前国际上主流的初始化方法是耦合资料同化,即在耦合模式框架下进行同化.在年代际预测时,由于模式偏差和初始化方法性能的限制会产生初始冲击问题....

低纬电离层TEC起伏与相位闪烁的统计特征

关键词: 电离层  不规则结构  tec起伏指数  相位闪烁  周跳检测与校正  

穿过电离层不规则体传播后的无线电波,其振幅和相位出现快速随机起伏,即电离层闪烁.为了量化电离层不规则体和相位闪烁的强度,本文提出用TEC起伏δTEC作为特征参量,并用δTEC的标准差构建一种新指数σtec.文中证明指数σtec与相位闪烁指数完全等效.在电离层强闪烁期间,经常出现信号短暂失锁和周跳,导致TEC值突跳和不连续.为此,本文设计了一种周跳检...

北半球电离层中纬槽发生率及其槽极小位置变化的统计研究

关键词: 电离层中纬槽  gps  tec数据  中纬槽发生率  槽极小  

本文利用2014年9月到2017年8月全球高时空分辨率TEC数据对北半球四个经度带电离层中纬槽的发生率和槽极小位置的变化进行了统计研究.基于Kp指数,我们引入了一个包含地磁活动变化历史效应的地磁指数(Kp 9)来分析中纬槽位置变化与地磁活动水平的关系.通过与其他地磁活动指数的对比,发现槽极小纬度与Kp 9指数的相关性最好.此外,本文重点分析了中纬...

赤道电离异常特征参量地方时梯度的日变化特征——Swarm卫星观测

关键词: 赤道电离异常  日变化  地方时梯度  

Swarm A/C卫星在460 km左右高度伴飞,地方时差异5.6 min,为赤道电离异常(Equatorial Ionization Anomaly,EIA)研究提供了一个绝好的观测机会.本文利用Swarm A/C卫星2014—2017年期间的电子密度观测数据,研究了地磁活动相对平静期EIA特征参量地方时梯度的日变化特征.分析发现:(1)EIA驼峰强度和位置的地方时梯度,ΔNe和Δβ,在正午前随地方时线性减小...

利用GCITEM-IGGCAS模拟DE2潮汐Hough波模对电离层的影响

关键词: 电离层  非迁移潮汐  hough模  电动力学耦合  

本文利用GCITEM-IGGCAS模式,从电动力学耦合作用和直接上传两种作用方式,详细模拟研究了DE2潮汐4种Hough波模分量对电离层的影响.我们将不同种类的Hough波模分别输入到模式当中作为底层边界条件,驱动模式模拟得到电离层的电子密度变化,从中分离两种作用机制的响应进行分析.模拟结果发现电离层对DE2的4种Hough波模的响应都表现为半年变化,波峰出...

基于机器学习的极光图像自动分割方法

关键词: 全天空极光图像  分割  全卷积神经网络  

极光是太阳风能量注入到极区的指示器,从观测视野中准确分割出极光区域对研究极光演变如亚暴过程有非常重要的意义.本文基于全卷积神经网络提出了一种弱监督极光图像自动分割策略,数据标记时仅需指定极光区域的一个像素点即可,极大解决了机器学习人工标注数据的压力.首先利用简单单弧状极光图像训练一个初始分割模型Model 1,然后基于该模型,结合...

南亚高压区Rossby波能量向上穿越对流层顶传播的特征与机制

关键词: rossby波能量  穿越对流层顶  南亚高压  纬向风  西风急流  稳定度  

夏季平流层盛行强东风,Rossby波能量难以从对流层向上传播至平流层,而冬季平流层盛行西风,Rossby波能量容易上传,因此以往对Rossby波能量向平流层传播的研究多考虑冬季的情况.而事实上,因为夏季高原上空南亚高压反气旋环流,并非只有强东风存在,所以Rossby波能量也可能在南亚高压区向上传播,从而影响平流层的温度、风场及大气成分等.因此,本文利...

HWM07模式风场在高度60~100km的精度及建模初步研究

关键词: hwm07模式  中频雷达  风场  精度  km  

HWM07模式是一个应用广泛的国际标准参考大气风场模式,其在航天飞行器的设计阶段具有重要作用.因此,研究该模式风场精度具有重要意义,本文以廊坊中频雷达的风场资料(2014—2016年)为基准,利用偏差、绝对差、相关系数、相对偏差和Lomb-Scargle周期图方法,研究HWM07模式风场在高度60~100 km的精度,最后,对本文建立的60~100 km风场预报模型(UV DerM...

污染天气下成都城市热岛环流结构的数值模拟

关键词: 盆地地形  城市热岛环流  大气污染  气溶胶光学厚度  

本文利用中尺度模式WRF V3.9对2016年7月16日成都一次污染天气下的城市热岛环流个例进行了数值模拟,分析了城市热岛环流的三维结构及演变特征.并通过设计减少气溶胶光学厚度的敏感性试验,研究了污染对城市热岛环流的可能影响.结果表明:当地时间17∶00城市热岛环流开始形成.随着热岛强度增强,环流增强,城乡边界处的城市风锋不断向城市中心推进.19...

由热带气旋MATTHEW引起的非潮汐负荷效应影响

关键词: 热带气旋  风暴潮  非潮汐负荷  地表形变  

热带气旋能在短期内造成海水和大气质量的重新分布,使得近海地表受力发生变化,进而产生非潮汐负荷形变,对现今高精度大地测量的影响已不容忽视.为了保证空间大地测量结果的精度和稳定性,热带气旋引起的地表形变必须进行有效的估计.因此本文联合NOS、GLOSS验潮站数据与海潮模型,通过获取非潮汐残余量分析了热带气旋“MATTHEW”引起的风暴潮.利用E...

非周期均匀化在弹性方程中的应用

关键词: 非周期  均匀化  简正模  谱元法  

对于谱元法中介质的非均匀分布尺度小于最小的理论波长以及复杂的间断面网格化难题,建立从微观到宏观的升尺度均匀化方程以及在不丢失波场计算精度对局部区域的微小尺度进行均匀化.利用传统的简正模计算方法求解本征频率和本征函数,给出了均匀化的结果,证明了均匀化计算方法的可行性和正确性;分析了基频简正模频率、理论地震图与均匀化参数,均匀...

2005—2017年两次强ENSO事件对中国区域陆地水储量变化影响的卫星重力观测

关键词: grace  陆地水储量异常  enso事件  相关性  

近年来极端气候事件的频发对全球和区域性水循环产生了重大影响,特别是2005—2017年间两次强ENSO(El Nino-Southern Oscillation)事件使得全球陆地水储量出现了较大的年际波动.GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星随着数据质量的提高、后处理方法的完善和超过十年的连续观测,捕捉陆地水储量异常的能力明显提高,这为研究2005...

GNSS影像及其时空特征初探

关键词: gnss影像  垂向形变  时空特征  

地壳垂向形变在连续空间和时间域内呈现显著特征,探求其时空变化特征有助于理解地球物理过程,为研究地球内部相互作用机制提供支持.本文使用美国西部地区PBO与中国大陆CMONOC两个GNSS网测站的坐标时间序列,通过基于中位数并顾及年际差异的非参数方法(MIDAS方法)估计测站的速度与不确定性;建立空间结构函数(SSF)并确定区域内各测站间的相对关系;...

采用剪切波分裂方向约束的板块绝对运动模型研究

关键词: 地震各向异性  剪切波分裂  板块绝对运动  最小二乘拟合  逐一剔除法  

板块绝对运动(即岩石圈板块相对于深部地幔的运动)导致软流圈深度存在较强的剪切作用,为软流圈呈现较强的地震波速各向异性提供了一种物理解释.相应地,软流圈地震各向异性的实测数据为反演板块绝对运动提供了一种定量的约束.本文利用前人发表的由474个剪切波分裂数据组成的全球软流圈地震各向异性方向数据集,结合板块相对运动模型MORVEL,通过加...

九嶷山及邻区地壳结构噪声成像及其对华南地区的构造演化启示

关键词: 九嶷山地区  地震背景噪声  地壳结构  华南构造演化  

目前研究一般认为华南块体是由扬子块体和华夏块体在新元古代拼合形成,并同时形成位于扬子块体东南边缘的江南造山带.但是由于华南地区构造历史复杂,对于扬子块体与华夏块体的分界及构造属性仍存在较大争议.为了研究华南块体的地下速度结构及构造属性,我们利用块体交界处的九嶷山及其附近的流动和固定台网的地震波数据,采用地震背景噪声互相关方...

四川龙门山断裂带高精度地壳/岩石圈黏度结构及其动力学意义

关键词: 黏度结构  大地电磁测深  电阻率  地球动力学模拟  

芦山地震断层的滑动分布与汶川地震断层的关系

关键词: 汶川地震  芦山断层  断裂带形变  gps反演滑动分布  库伦应力  

本文利用2013年芦山M S7.0级地震同震GPS数据反演了芦山断层几何与断层滑动分布,结果表明:芦山地震发震断层具有南陡北缓、上陡下缓的特征,低倾角的区域位于发震断层北段且靠近映秀断层的一侧;滑动分布模型的最大滑动量为0.82 m,其深度为13.67 km与小震发生集中平均深度12.5 km接近.我们选取1998—2014年龙门山断裂带区域地壳形变观测数据,拟合...

南北地震带南段水平向地震动衰减特征

关键词: 南北地震带南段  衰减关系  峰值速度  峰值加速度  场地响应  

地震动衰减关系作为抗震救灾的重要依据,一直都是现代地震学研究的重点之一.本研究使用南北地震带南段区域2009—2016年共217个地震事件获得随震中距变化的水平向地震动峰值速度(PGV)和地震动峰值加速度(PGA)经验衰减关系,并计算场地响应.研究结果显示PGV衰减关系的拟合效果较PGA更好,两者的距离衰减系数会随事件矩震级增大呈线性减小;相较于大...

场地土层模型参数的地震动记录反演方法

关键词: 加速度记录  土层参数  速度结构  反演  

考虑场地土层不同物理参数的综合反演,改进了水平与竖向谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,简称HVSR)混合全局优化反演方法,进一步通过土层的S、P波波速、厚度、泊松比、密度和S、P波品质因子等土层参数反演的敏感性分析,形成了可同时反演场地土层厚度及剪切波速的混合全局优化反演方法.以美国GVDA和日本IWTH27竖向强震动观测台阵为例...

城市微动高阶面波在浅层勘探中的应用:以苏州河地区为例

关键词: 城市微动信号  瑞利面波  高阶频散曲线  

频率-贝塞尔变换方法(Frequency-Bessel Transform method,简称F-J方法)是一种分析微动信号的新方法,由于该方法采用频率矢量波数变换处理水平层状各向同性弹性模型中时空平稳随机分布的微动信号,所以从理论上可以提取出清晰的瑞利波基阶和高阶模态频散曲线,但是目前还没有相关的野外实验对此进行研究和应用.本文首先采用该方法对上海市苏州河地...

安徽霍山地震区深部电性结构和发震构造特征

关键词: 大地电磁三维反演  深部电性结构  安徽霍山地震区  发震构造  

霍山地震区位于大别造山带北缘华北板块与扬子板块接触带上,是大别造山带及周边地震活动最频繁、最集中的地区.83个大地电磁测点组成的大地电磁三维阵列覆盖了整个霍山地震区.用多重网格法、印模迭代重构法和非线性共轭梯度法对阵列数据进行三维带地形反演,获得了地震区深部三维电性结构.电性结构显示,北大别、北淮阳区的中上地壳为电阻率1000Ωm...

基于两步弥散算子的共反射面元射线束成像方法研究

关键词: crs射线束成像方法  克希霍夫统一成像理论  两步弥散算子  

基于克希霍夫统一成像理论,对共反射面元射线束成像方法进行了深入分析.通过这种分析可以得到一种新的共反射面元射线束类成像实现方式:基于两步弥散算子的共反射面元射线束类成像方法.当仅实施第一步弥散时,即可获得信噪比大幅提高同时更为规则的叠前道集.二维、三维的理论和实际数据算例证实了上述观点.

黏声方程Q值反射波反演

关键词: 衰减介质  品质因子  峰值频率  反射波形反演  

地震波在非弹性介质中的衰减效应常用品质因子Q度量.相对准确的Q模型对提高强衰减介质中地震波成像的质量至关重要.本文提出了黏声介质反射波形反演(QRWI)方法来重建地下宏观Q模型.在缺乏大偏移距和低频地震数据时,该方法以黏声波方程为波场传播引擎,利用反射波核函数对模型中深部的敏感性去提取背景Q值.当速度高、低波数成分均已知时,基于波形...

基于弹性参数加权统计的地震岩相预测方法

关键词: 地震岩相  弹性参数  加权统计  贝叶斯理论  混合高斯分布  

岩相信息能够反映储层岩性及流体特征,在地震储层预测中具有重要作用.常规方法主要利用与岩相信息关系密切的弹性参数定性或定量地转化为岩相信息.在实际应用中,弹性参数的获取主要基于叠前地震反演技术.而不同弹性参数的叠前地震反演精度间存在着差异,势必影响岩相的整体预测精度.本文提出对弹性参数进行加权统计来预测岩相.首先,基于贝叶斯理...

基于ADCIGS预测地层孔隙压力的方法研究

关键词: 孔隙压力  泥岩欠压实  层速度场  压力系数  

工业界计算孔隙压力系数普遍应用的Eaton和Fillippone方法都需要构建能够准确表征低速层的层速度模型,层速度模型精度及效率成为制约孔隙压力预测的关键参数,但目前工业界层速度建模的精度及效率很难满足孔隙压力预测的要求.本文由正常压实情况下的背景速度场出发,基于时距曲线公式及角道集抽取公式,创新推导了以角度域共成像点道集(ADCIGS)剩余...

基于深度卷积神经网络的地震数据局部信噪比估计

关键词: 局部信噪比估计  深度卷积神经网络  质量评价  

估计地震数据的信噪比对于地震数据的处理和解释具有重要作用.以往估计地震数据信噪比的方法都需要分离数据中的有效信号和噪声,然后再估计相应的信噪比.这些估计方法的精度严重依赖信号估计方法或噪声压制方法的有效性,往往存在偏差.本文提出一种估计地震数据局部信噪比的深度卷积神经网络模型,通过迭代训练优化参数,构建从含噪地震数据到其信...

基于f-x域流式预测滤波器的地震随机噪声衰减方法

关键词: 流式预测滤波  随机噪声衰减  非平稳地震信号  

随机噪声的影响在地震勘探中是不可避免的,常规的随机噪声压制方法在处理中往往会破坏具有时空变化特征的非平稳有效地震信号,影响地震数据的准确成像.当前油气勘探的目标已经转变为“两宽一高”,随着数据量的增大,对去噪方法的处理效率也提出了更高的要求.因此,开发高效的非平稳地震数据随机噪声压制方法具有重要意义.预测滤波技术广泛用于地震...

基于微动H/V谱比法的土石分界面探测研究——以济南中心城区为例

关键词: 微动探测  土石分界面  济南  

土石分界面对城市抗震设防和地下工程建设具有重要意义.城市中复杂的干扰限制了常规地球物理勘探方法的使用,本文选用环境友好且抗干扰能力强的微动H/V谱比法对济南中心城区的土石分界面展开研究.在济南中心城区开展三分量微动测量,得到了400多个测点的微动数据,计算了对应的H/V谱比曲线.将得到的H/V曲线划分成单峰、宽峰、双峰和无峰四种类型,...

基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法

关键词: 总强度磁异常  高磁环境  等效源方法  磁法勘探  

总强度磁异常(ΔT1)常规处理方法通常将其近似当作磁异常矢量在地磁正常场方向上的投影(ΔT2).然而对于高磁环境如磁铁矿处的磁异常场幅值可达104 nT甚至更大的情况,上述近似假设则不再成立,如采用常规处理方法可能会带来明显的误差.本文针对该问题,提出一种基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法;该方法根据总强度磁异常获取流程,直接反演实测...

双轴各向异性介质多分量感应测井响应快速计算

关键词: 双轴各向异性  多分量感应测井  快速计算  

为研究双轴各向异性介质多分量感应测井响应特征,本文基于三重傅里叶变换,推导任意方向偶极子源的谱域电磁场解析式;采用围线积分方法,自适应截断积分区间,结合谱域电磁场周期特性,实现三重傅里叶变换的精确快速积分;进而,针对双轴各向异性倾斜地层,模拟研究不同纵横向各向异性条件多分量感应测井响应特征.结果表明:利用谱域内电磁场在周向的周...

2019年国家自然科学基金资助项目——地球物理学和空间物理学部分