• ISSN 2097-1893
  • CN 10-1855/P
关注微信公众号

告示

尊敬的译者朋友们:

您好!

我刊目前投稿方式有两种:(1)邮箱投稿:sjdzyc@cea-igp.ac.cn,此方式优先;(2)在线投稿:http://dzyc.cbpt.cnki.net/。感谢您的支持,欢迎投稿!

如有疑问,请拨打编辑部电话:010-6872 9337。给您带来不便敬请谅解。

《世界地震译丛》编辑部

2019年5月31日

优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
青藏高原东部深部构造与动力学机制研究进展—来自第9届与第10届WTGTP研讨会的启示
李心怡, 李抒予, 高原, 夏新宇
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-026
摘要(0) HTML全文(0) PDF 798KB(0)
摘要:
青藏高原深部构造与动力学机制一直是深部地球物理与大陆动力学的重点研究领域. 青藏高原东部地形起伏剧烈,地震活动频繁,金属与油气矿床丰富,揭示出青藏东部极为复杂的壳幔结构与深部变形及非常强烈的深部物质运动. 近年来,随着地球物理综合观测技术、深部结构成像方法、地球动力学模拟等研究的快速发展,围绕青藏高原东部的深部构造、块体运动、深部动力模式、强震活动与深部蕴震机制及成矿深部构造等方面的进展显著. 青藏高原东部构造与地球物理研讨会(WTGTP)是围绕青藏高原东部深部结构与动力学机制、资源开发、地质灾害等相关地球科学问题按年度召开的学术交流研讨会. 本文基于2021年和2022年召开的第九届和第十届WTGTP的会议报告,结合近年来的相关研究成果,围绕印度—欧亚板块碰撞、构造变形与动力学机制以及强震活动与深部蕴震机制等主要内容,介绍了青藏高原东部的地球物理结构及深部构造变形与动力学机制的研究进展. 初步展望了青藏高原深部构造与地球物理研究前景,期望能给相关科研人员提供一点有益的参考.
基于偏微分方程的声波神经网络
孙卫涛, 杨志芳, 晏信飞
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-017
摘要(24) HTML全文(6) PDF 1648KB(2)
摘要:
神经网络是一种重要的机器学习算法,在地球物理学等领域的应用得到了迅速发展,这主要得益于其在数据建模、信号处理和图像识别等方面的强大能力. 然而,神经网络的数学基础和物理解释仍然十分不足,模型内部复杂性使得难以解释其决策过程,限制了神经网络进一步发展. 利用数学和物理方法解释神经网络的行为仍然是一个具有挑战性的任务. 本文目标是从声波偏微分方程和有限差分方法出发设计一个声波神经网络结构,该方法将一阶声波方程转化为基于有限差分的离散化声波方程,声波方程有限差分格式与神经网络传播函数具有近似的数学表达形式,可以构建一种基于声波传播物理模型的神经网络. 声波神经网络的主要特点是:(1)具有压力-速度耦合结构和层间跳跃连接的神经网络;(2)主变量-伴随变量双流网络结构改善了训练中的梯度消失问题. 从声波偏微分方程和有限差分算法出发建立的声波神经网络具有良好数学基础和清晰的物理解释,为在数学和物理方法框架内提高网络性能提供了可行性. 数值计算结果表明,声波神经网络在CIFAR-10和CIFAR-100数据集的图像分类任务中性能有明显提升,优于传统残差神经网络. 偏微分方程神经网络建模方法可以应用于许多其他类型的数学物理方程,并为深度神经网络算法提供数学和物理解释.
子午工程二期自动磁通门经纬仪
王喜珍, 范晓勇, 张策, 滕云田, 马新欣, 陈志青
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-014
摘要(45) HTML全文(23) PDF 1060KB(1)
摘要:
地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种,相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值. 磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一,在地磁观测中发挥着重要作用. 目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作,人为因素会对观测数据质量产生影响,因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测,造成地磁绝对观测的空间覆盖空白. 子午工程二期将在我国大陆地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测,必将推动地磁绝对观测技术创新与发展. 自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备,采用无磁材料和压电电机,通过优化设计与改进加工工艺,以及引入多参量误差补偿算法,有效克服和消除了系统误差,提高了测量精度. 该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测,并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比. 结果表明,自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平. 该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试,功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.
Latitudinal four-peak structure of the nighttime F region ionosphere: Possible contribution of the neutral wind
Xiong Chao, Rang Xinyi, Huang Yuyang, Jiang Guoying, Hu Kun, Luo Weihua
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-009
摘要(11) HTML全文(3) PDF 3345KB(0)
摘要:
In this study, we provide a detailed analysis of the latitudinal four-peak structure of the F region electron density observed by the Swarm B satellite during the night of January 31, 2017. Consisting of three satellites flying at different local times, Swarm provides an opportunity to investigate the temporal evolution of the nighttime latitudinal four-peak structure. For this event, Swarm A/C did not observe the two crests of equatorial ionization anomaly (EIA) at 17:55/18:01 LT, but Swarm B, which flew over the same longitudinal sector approximately 4.5 h later, observed a clear latitudinal four-peak structure. This provides direct evidence that the two inner peaks of the latitudinal four-peak structure are not remnants of the EIA crests from sunset. In addition, simultaneous measurements of the vertical plasma drift from the incoherent scatter radar at Jicamarca and neutral wind from the ground-based Fabry–Perot interferometer (FPI) at Arecibo were compared to reveal the possible driving mechanisms. The observed F region vertical plasma drift was generally downward from sunset throughout the local night of January 31, 2017, which reveals that an enhanced upward plasma drift is not necessary to cause the nighttime latitudinal four-peak structure. The neutral wind measurements from the FPI located at Arecibo showed enhanced eastward and southward components during the night when the latitudinal four-peak structure was observed by Swarm B, both with a difference of approximately 100 m/s compared with the other two days. This suggests that the neutral winds play an important role in the nighttime latitudinal four-peak structure. Further simulations using the SAMI2 (another model of the ionosphere) model support these observations. In general, eastward and equatorward winds from both hemispheres at night provided favorable conditions for the latitudinal four-peak structure. However, when the equatorward wind is too large, a strong hemispheric asymmetry of the background Ne can occur, which prevents the development of the latitudinal four-peak structure at night.
子午工程二期感应式磁力仪
王喜珍, 冯志生, 居海华, 闫彬, 马新欣, 陈志青
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-015
摘要(19) HTML全文(9) PDF 963KB(5)
摘要:
地球的感应磁场是空间电流体系在地球内部感应而成的电流所产生的磁场. 通过地球感应磁场的观测,既可以了解空间电流体系的信息,也可以了解地球内部电性结构等信息,是研究空间天气事件和地震圈层耦合机理的重要物理参量. 子午工程在我国大陆和南极地区东经120°、100°和北纬30°、40°线附近布设呈“#”字型分布的多台(套)感应式磁力仪,开展固定、长期、连续的地球感应磁场测量. 子午工程一期配置有14台(套)由乌克兰生产的LEMI-30型感应式磁力仪,自2009年开始观测,至今一直正常运行,并将与子午工程二期并网融合运行. 子午工程二期将布设13台(套)感应式磁力仪,计划于2023年投入运行,与子午工程一期已布设设备共形成27台(套)的感应式磁力仪观测网. 子午工程二期感应式磁力仪由我国自主研制,磁芯采用高磁导率的新型合金材料,通过采用多片叠加技术,有效聚集磁场,增强感应输出信号,提高传感器对微弱信号的拾取能力. 研制方出厂测试、中国计量科学院测试以及在高淳地震台较长时间的实际观测,结果表明,子午工程二期采用的感应式磁力仪的频带范围宽,可达0.001~30 Hz,灵敏度高,分辨力达10 pT,长期运行稳定好.
子午工程二期流星雷达样机测试及数据对比分析
陈志青, 刘子谦, 冯健, 胡连欢, 燕春晓, 袁韦, 吴学森, 郑兵, 周小俊
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-006
摘要(47) HTML全文(17) PDF 2586KB(14)
摘要:
子午工程二期将在分布于全国的10个观测站点建设流星雷达. 为了带动国内空间环境地基观测技术的发展,工程建设项目指挥部布局了流星雷达的国产化专项行动. 为了确保建成后的设备满足使用要求,工程总体组织了设备样机测试,包括设备的技术指标测试和数据质量评估. 根据技术指标测试,发现技术指标满足要求. 获得数据之后,以EMDR流星雷达数据为参考,对样机的数据进行质量评估. 主要对比参数包括有效流星计数、流星数时空分布、扩散系数高度分布、风场随高度的分布和随时间的变化等. 本文主要展示了数据质量评估的结果,揭示了流星雷达观测的一些基本特征和规律,为数据准确性的评估提供参考和借鉴.
南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测
顾旭东, 倪彬彬, 徐未, 王市委, 李斌, 胡泽骏, 何昉, 陈相材, 胡红桥
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-010
摘要(44) HTML全文(38) PDF 2450KB(9)
摘要:
在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University, WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency, VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station, GWS, 62.22°S, 58.96°W). 该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据. 本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性. 在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化. 初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致. 由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly, SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性. 此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构. 因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义.
子午工程二期宽波段太阳射电频谱监测
王威, 颜毅华, 谭宝林, 谭程明, 冯士伟, 刘飞, 陈林杰, 苏仓
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-016
摘要(28) HTML全文(17) PDF 1433KB(4)
摘要:
为实现太阳射电的全波段观测,子午工程二期太阳-行星际监测链分系统将建设4套太阳射电频谱仪,覆盖十米波-米波-分米波-厘米波波段,将为太阳物理和空间天气研究和业务提供可靠的数据支撑. 文中介绍了全波段射电频谱仪的系统构成和主要技术参数,对数据产品和定标过程进行了描述.
子午工程二期宽频地磁波监测仪研制
于向前, 和冬华, 肖池阶, 宗秋刚, 施伟红, 刘斯, 陈鸿飞, 王永福, 邹鸿
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-007
摘要(39) HTML全文(22) PDF 1793KB(7)
摘要:
地球的磁层中存在各种波现象,其频率从mHz延伸到数千Hz. 这些波的研究一直是空间物理学研究的核心问题. 针对目前世界上地磁台站的波监测设备均为各自测量相对变化、缺乏统一标定、无法进行从高纬到低纬联合观测、无法进行多台设备观测数据的统一对比研究的现状,本文综合使用磁阻传感器(探测ULF频段:1 mHz~2 Hz)、巨磁感抗传感器(探测ELF频段:0.2 Hz~2 kHz)和线圈传感器(探测VLF频段:0.2 kHz~10 kHz)研制新一代的宽频地磁波监测仪,将这些监测仪放置在120 ° E子午链附近的黑龙江漠河站(高纬)、北京十三陵站(中纬)、海南乐东站(低纬)等典型区域的地磁台站上,并对各个台站的设备进行统一的时间、振幅和频率标定,结合FY-3E、SMILE等近地空间卫星数据,全面提升对地球磁层的各种波现象的探测能力. 研制的宽频地磁波监测仪的性能测试实验表明,其具有对一定频率(1 mHz~10 kHz)的波的探测能力;其幅度探测范围为:±65000 nT(ULF频段)、±1000 nT(ELF频段)、±100 pT(VLF频段);在量程范围内又具有较低的非线性误差:ULF频段≤0.0446%、ELF频段≤0.51%、VLF频段≤1.18%;噪声水平也较低:RMS(方均根)噪声≤0.5554 nT (ULF频段)、NPS(功率谱)噪声≤0.028 nT/√Hz (ELF频段)、NPS(功率谱)噪声≤0.24 pT/√Hz(VLF频段). 所有这些特点使得所提出的宽频地磁波监测仪能够满足子午工程二期的波探测需求.
子午工程二期漠河大气风温金属成分激光雷达钙原子初步观测结果
陈峰磊, 荀宇畅, 王泽龙, 杜丽芳, 郑浩然, 陈志青, 程学武, 王积勤, 吴方, 杨国韬
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-012
摘要(42) HTML全文(24) PDF 1102KB(4)
摘要:
子午工程二期漠河(122°E, 53°N)钙原子激光雷达利用高空大气金属层共振荧光散射机制探测80~120 km区域的金属层成分,并将这些金属成分作为示踪物去研究中高层大气的各种复杂的化学和动力学过程. 子午工程二期漠河钙原子激光雷达采用的时间分辨率为1.1 min,空间分辨率为30 m. 在这种高时空分辨率下,仍然得到了高信噪比信号. 通过对2023年1月钙原子数密度随时间和高度的演化过程进行分析,发现背景层钙原子峰值密度达到了33.55 cm-3左右,并且其突发层钙原子峰值密度可以达到约53.64 cm-3;在与延庆(116.0°E, 40.5°N)钙原子数密度的比较研究中,我们发现延庆的钙原子数密度小于漠河的钙原子数密度;在与国外台站钙原子观测的比较研究中,我们发现漠河钙原子数密度和德国Kuhlungsborn(54°N, 12°E)台站的钙原子数密度接近,比法国的Observatoire de Haute Provence(44°N, 6°E)台站的钙原子数密度大. 在2023年1月12日至14日,我们观测到了钙流星尾迹,并且流星尾迹往往出现在金属层峰值的附近.
探索空间奥秘,开启科研之旅—2022年空间科学与技术专业实践教育后记
吴叩天, 徐小航, 姜俊南, 沈敖
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-019
摘要(118) HTML全文(66) PDF 5185KB(16)
摘要:
空间科学与技术专业实践教育对于本科生空间物理学习具有重要意义. 近年来,中国科学技术大学地球和空间科学学院空间科学与技术专业基于国家大型空间环境地基综合监测系统——子午工程的链条观测优势,开展全方位、多角度的本科生暑期专业实践教育. 在实践教育中,老师们生动详实地为同学们讲解实习的各项内容,带领同学们学习观测数据的处理与分析,并且参观子午工程台站;同学们使用多种观测设备,学习了光学、无线电和磁场等不同探测技术,了解了不同探测仪器的探测原理,掌握了科研软件的使用方法,并可视化分析空间天气事件期间近地空间环境的变化特征. 最后,同学们还进行了实践教育总结汇报. 通过参加空间科学与技术专业实践教育,同学们真正接触科研工作,成功地克服了初次尝试科研时的“忐忑不安”,不仅提升了自主学习、小组分工合作等实践能力和科学素养,而且开阔了眼界,为更深入地了解空间物理学打下基础.
子午工程二期大气电场仪及其初步观测
李磊, 陈涛, 王诗涵, 提烁, 蔡春林, 李文, 罗静
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-005
摘要(76) HTML全文(52) PDF 1248KB(10)
摘要:
大气电场是大气科学和空间物理学科中共同的一个重要电学参量,大气电场的变化代表着全球大气电路和近地面大气电荷分布状态,其变化同时受到气象活动、地质活动和太阳活动影响. 大气电场的平均日变化特点代表着平静时期该地区近地面大气电场的平均值,这对于研究不同纬度地区近地面大气电场由于地质活动或太阳活动引起的扰动具有重要意义. 为实现对日地空间环境全圈层、多要素综合的立体式探测,子午工程在两极、中国多个地区建成了多个大气电场观测台站,本文主要介绍子午工程中的大气电场观测,包括场磨式大气电场仪及其数据格式,展示了子午工程建设的西藏噶尔站2021年11月至2022年10月一年期间的晴天大气电场平均日变化,并对其进行了分析和与“卡耐基曲线”的比较.
火星无线电掩星探测进展
肖洛, 肖存英, 胡雄, 吴小成, 王泽伟, 吴小其
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-083
摘要(52) HTML全文(17) PDF 1253KB(13)
摘要:
火星是地球的姊妹星,研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义. 自从1964年美国水手4号发射,首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后,国际上不少的火星任务都开展了掩星实验,取得了重要进展. 本文依据采用了无线电掩星技术进行勘探的火星探测器发射时间顺序展开调研,针对具有开创性的水手系列、火星全球勘测者、火星快车、火星大气挥发演化探测器、天问一号等,梳理分析和总结了各任务的火星无线电掩星方式以及所获取的廓线数量、位置分布、获取方式等产品信息,以及部分相关的研究结果. 本文还分析了当前火星无线电掩星探测方式存在的局限性,并探讨了可能的对策. 火星无线电掩星后续可重点考虑多颗星-星掩星结合星-地掩星方式形成掩星星座;并通过选用适当的信号探测频率、改进反演算法等方式进一步提高掩星质量;火星掩星探测手段还可与火星顶部探测雷达、直接探测等手段相结合,发展火星多源数据融合技术. 随着探测方式的不断改进,无线电掩星探测将是火星探测的重要手段. 未来会有数量越来越多、时间与空间覆盖越来越全面、精度越来越高的掩星数据用于火星的整个空间环境研究,包括大、中尺度乃至小尺度结构的特征与演化规律都将被人类掌握.
曲靖非相干散射雷达观测研究进展与展望
苗建苏, 丁宗华, 代连东, 杨嵩, 吴健
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-082
摘要(63) HTML全文(56) PDF 2273KB(10)
摘要:
本文介绍了我国曲靖非相干散射雷达的主要技术方案,结合实测数据分析表明该雷达具备了电离层电子密度与等离子体温度观测、空间碎片凝视探测与月球二维成像探测等能力,可用于研究电离层F层气候学特征、电子密度暴时变化与异常增强等天气事件、E-F谷区结构与变化、约3 cm以上尺寸空间碎片的分布特征与模型、月球不同区域的散射回波特性等. 下一步将重点开展低电离层与北驼峰结构及演化过程、电离层暴时与扰动特性观测.
子午工程二期电离层高频多普勒监测仪初步观测结果
郝永强, 代国峰, 张东和, 肖佐
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-001
摘要(135) HTML全文(49) PDF 2647KB(38)
摘要:
子午工程二期计划在漠河、北京、武汉、深圳四地分别建设由一个发射站和三个接收站构成的电离层高频多普勒监测台阵. 本文介绍了为此研制的电离层高频多普勒监测仪的进展和试观测期间取得的一些观测结果. 通过与电离层测高仪进行交叉对比,设备的性能和探测能力得到了验证. 目前该设备已部署7个站点进行试观测,本文报告了该设备探测到的太阳耀斑导致的电离层扰动、电离层行进式扰动、大尺度电场导致的多站同时扰动等多种现象. 未来子午工程二期建成后,该设备将具备我国上空北至漠河、南至广东的电离层扰动监测能力,并与其它探测手段融合发挥空间天气综合监测网络的最大效能.
复杂砾岩油水核磁弛豫特性的实验分析
田超国, 王雪亮, 魏博, 梁晶, 毛文红, 耿雪杰, 李慧莹
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-074
摘要(68) HTML全文(33) PDF 1221KB(6)
摘要:
玛湖凹陷砾岩储层岩性、孔隙结构复杂,造成储层流体识别困难. 通过区块原油样品获取原油不同温度下的体弛豫特征,并利用两种不同体弛豫特征的模拟油样开展实验;在此基础上,选取了部分砾岩样品通过真空加压饱和水、高速离心和真空饱和模拟油的方法快速建立了饱和水、束缚水和饱和油状态,进行流体及模拟不同油水饱和状态的核磁实验分析. 实验结果表明:岩心饱和水核磁T2谱的分布范围主要受表面弛豫影响,受油相体弛豫性质的影响,不同黏度油样饱和水状态的核磁谱均与饱和水核磁谱存在差异,就本次实验的岩心样品,油样越稀,差异越明显;含油核磁谱分布形态受油相体弛豫、表面弛豫、孔隙结构和润湿性的综合影响. 结合油样的体弛豫特性,利用多组分高斯拟合对两种油样饱和的砾岩核磁T2谱进行了分析,尝试对油相体弛豫信号进行了定量评价.
南堡4号构造东营组岩石物理相特征及其分类评价
陈晶莹, 曾静波, 赵建斌, 殷秋丽, 牛爱荣
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-075
摘要(94) HTML全文(70) PDF 3084KB(8)
摘要:
南堡凹陷4号构造晚期成岩作用强烈、储层非均质性强、孔隙结构复杂,导致优质储层岩石物理特征不清及储层有效性评价难. 针对这一难题,综合利用岩心薄片鉴定、扫描电镜、X全岩衍射、毛管实验及测录、试油等数据对储层的沉积特征、成岩特征及孔隙结构特征开展相控研究,研究结果表明研究区东二、东三段沉积相主要发育辫状河三角洲相,沉积微相主要发育水下分流河道、分流间湾、河口坝等;依据成岩作用及矿物类型将成岩相划分为弱溶蚀相、黏土矿物充填相、碳酸盐胶结相、压实致密相四类;根据储层物性及压汞等数据将孔隙结构相划分为Ⅰ类大孔粗喉型、Ⅱ类大孔中喉型、Ⅲ类中孔细喉型、Ⅳ类小孔微喉型. 基于沉积、成岩、孔隙结构三种特征单元叠加聚类分析将储层岩石物理相划分为PF1-PF4四类,其中PF1为油气及油水产能高的优势储层,PF2为产能一般的含油储层,PF3为需要储层改造才有产能的较差储层,PF4为无效储层,通过测井响应规律建立岩石物理相分类评价标准,为研究区储层有效性评价、优势储层预测以及后续的滚动开发提供了技术支撑和坚实的理论基础.
气象卫星大气导风研究进展和未来展望
周润东, 夏攀, 张晓虎, 徐娜, 闵敏
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-077
摘要(103) HTML全文(79) PDF 2648KB(22)
摘要:
本文主要回顾了气象卫星导风的发展历程并对未来发展方向进行了阐述. 引言部分首先回顾发展历程并介绍了导风发展史上的一些里程碑事件,分别对中国、美国、欧洲以及日本的气象卫星导风情况进行了简要介绍. 第一节详细总结了多种传统气象卫星导风算法的特点和关键技术,介绍了交叉相关法、形态辨认法以及亚像元法. 此外,还描述了五种较为常用的高度指定算法,对传统导风追踪算法以及高度指定算法的原理进行了详细地描述. 第二节归纳了最近几年基于计算机视觉和机器学习技术发展起来的多种新体制的气象卫星导风产品,分别介绍了光流法、三维导风以及中尺度导风的优势和研究背景. 最后,对比了传统与新型气象卫星各种导风算法的优缺点,展望了未来的发展趋势和应用前景. 特别是指出光流法导风有着空间分辨率高、三维导风能得到更多层风场的信息、中尺度导风则能对特殊天气如热带气旋实现高时空分辨率的观测的优势,并提出三维导风与中尺度导风的应用研究将是未来重要发展方向.
平流层爆发性增温期间中高层大气行星波研究进展
马铮, 龚韵, 张绍东
当前状态:  doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-076
摘要(197) HTML全文(89) PDF 1569KB(47)
摘要:
极区平流层爆发性增温(SSW)是冬季半球最剧烈的大气扰动现象之一. SSW期间温度和风场的剧烈变化被认为是冬季半球中高层大气波动能量异常增强的主要原因. 流星雷达是能够稳定连续探测中间层和低热层风场的重要地基探测设备. 主要依托国家重大科技基础设施建设项目:“子午工程”,我国已建设了多个流星雷达观测台站,对中间层和低热层风场进行了长期稳定连续的监测,为揭示SSW期间中间层和低热层波动异常变化的物理机制提供了重要的观测资料. 本文简述了近年来以我国“子午工程”流星雷达监测数据为核心,SSW期间中高层大气行星波的研究进展和成果;深入讨论了冬季半球中高层大气行星波发生异常变化的主要激发机制. 随着“子午工程”二期十个流星雷达台站即将建成,本文对利用“子午工程”流星雷达监测台网进一步研究SSW期间中高层大气波动的变化特性进行了展望.
显示方式:
封面
2023 年 6 期封面
2023, 54(6).  
PDF 8593KB(3)
摘要:
目录
2023 年 6 期目录
2023, 54(6): 1-2.  
HTML全文(4) PDF 248KB(2)
摘要:
研究论文
固体地球物理
利用GPS数据研究中缅边界地区现今地壳形变特征
邹芳, 孟国杰, 吴伟伟, Myo Thant, 赵倩, 赵国强
2023, 54(6): 587-599.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-084
摘要(126) HTML全文(67) PDF 4021KB(33)
摘要:
中缅边界地区位于缅甸弧东缘—青藏高原东南缘—巽他板块的衔接地带,地质构造复杂,区内多条活动断裂横跨中缅两国. 为了研究中缅边界地区现今地壳形变特征,本文收集处理1998至2020年中国和缅甸的GPS数据,获得了中缅边界地区高空间分辨率的GPS速度场,并采用多尺度球面小波方法计算了多尺度应变率场. 结果表明:(1)印度板块向缅甸块体东侧强烈挤压俯冲作用导致位于缅甸弧的GPS测站以约30 mm/a的速度沿NNE向随着印度板块向青藏高原推挤,缅甸弧地区剪切应变积累明显,主压应变率在弧外侧表现为垂直构造走向的近东西向挤压,在弧内侧与伊洛瓦底江盆地表现为平行构造的近南北向挤压. 实皆断裂处于主应变率与剪应变率的高值区,存在分段活动性:北段两侧的速度呈现明显的差异,剪切应变积累显著,呈现右旋剪切运动和缩短;中段以约20 mm/a的速度向NNW向运动,具有右旋走滑兼拉张特征. (2)川滇块体围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转,GPS速度方向从构造结北侧的近东西向运动偏转到川滇菱形块体为向南或东南运动,并在滇西南地区呈弥散型分布,速率向东南逐渐减小. 其中,小江断裂带总体为左旋走滑. 红河断裂中段具有较低的走滑速率,而北段和南段具有较高的剪切速率. 大盈江断裂呈现出东西向拉张的特点,表现出明显的左旋走滑特征. 龙陵—瑞丽断裂呈右旋走滑兼拉张特征. 南汀河断裂、孟连断裂、景洪—打洛断裂等均处于低剪切状态,以左旋走滑为主. 西北—东南走向的澜沧断裂、无量山断裂则表现出右旋走滑特征,北西走向的龙陵—澜沧断裂带表现为右旋走滑为主兼具拉张性质. (3)实皆断裂、畹町断裂、南汀河断裂、无量山断裂中部等地区应变积累较快,其地震危险性值得关注. 本研究对于认识中缅边界地区的构造动力学特征,评估该区的地震灾害具有科学意义和现实需求.
InSAR揭示的青藏高原近期正断型地震形变特征与指示意义
邱江涛, 孙建宝
2023, 54(6): 600-611.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-079
摘要(96) HTML全文(46) PDF 3235KB(27)
摘要:
正断层在青藏高原的隆升扩展演化中发挥了重要作用. 本文使用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获得了2020至2021年发生在青藏高原内部3次正断型地震的同震形变场. 基于Okada弹性位错模型和形变场信息反演了断层几何参数和断层面滑动分布,精确地确定了发震断层位置. 研究结果显示高原内部的这些正断型地震均以正断层活动方式为主,但还兼有一定的走滑运动;发震断层主要为倾角<60°的次级隐伏断层,且均为浅源地震,滑动分布主要集中在12 km以上. 结合地球物理资料,我们分析认为正断型地震广泛分布在青藏高原中部和南部弥散型地块内,不局限于半地堑构造相关地区,并且正断型地震的发生更依赖于伸展环境中的重力势能. 伴随正断层活动的走滑运动也反映了青藏高原内部物质向东运移的运动学和动力学特征.
基于时序InSAR分析的高精度同震形变监测方法
吴雄骁, 冯光财, 贺礼家, 卢昊
2023, 54(6): 612-621.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-023
摘要(449) HTML全文(296) PDF 7074KB(103)
摘要:
合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术凭借全天时、全天候对地监测、高空间分辨率等特点,成为监测地表形变的重要手段,并广泛地应用到地震形变监测领域. 然而同震形变监测中最常用的D-InSAR技术在水域和植被覆盖严重等区域中容易受到时空失相关的影响,导致获取的同震形变场会受到严重的污染,此外还包含有大气延迟误差. 本文提出基于时序InSAR分析的高精度同震形变监测方法获取地震同震形变结果,主要是通过选择合适的干涉对和选择稳定点两步来提高形变场精度. 凭借充足的Sentinel-1A/B卫星SAR数据的支撑,利用大量震前和震后影像生成众多干涉图,按照一定标准挑选受误差影响较小的干涉图进行研究,减少大气延迟误差造成的影响;同时对震前影像的幅度图进行统计分析,从幅度值、相干性和幅度离散指数等方面设置阈值选择稳定点目标,削弱噪声干扰,提高形变场精度. 本文以2018年中国台湾花莲MW6.4地震为例,详细地介绍了高精度同震形变监测方法的数据处理流程,并与传统D-InSAR方法的结果进行了精度比较,结果表明本文方法能削弱形变场中的噪声误差,提高同震形变的信噪比. 应用本文方法获取了14个不同震级和位置的地震形变,结果表明通过选择稳定点的方式能提高形变场精度,且对于获取不同地震的同震形变场具有普遍适用性.
震形图APP:一种基于Android系统的地震形变模拟应用程序
倪瑞胜, 许文斌
2023, 54(6): 622-632.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-037
摘要(1455) HTML全文(323) PDF 4973KB(240)
摘要:
若能在短时间内了解发震区域的地表变形程度,对及时评估受灾程度、配合抗震救灾工作的开展具有重要意义. 空间大地测量技术具有监测精度高、空间分辨率高等优势,已广泛应用在地震形变监测相关领域. 通过处理空间大地测量数据得到的地震同震形变图能够直观地展现地震产生的地表形变,为判断发震区域受灾情况提供参考. 但是现实中,由于数据的获取存在滞后性,往往无法在地震发生后短时间内提供同震形变数据. 本文利用近实时USGS NEIC的震源机制解、地震弹性位错模型和地震经验公式,基于Java和Python语言开发了一种基于Android智能手机的地震形变模拟应用程序(简称:震形图APP). 该程序具有全球地震目录查询、主动获取USGS NEIC震源参数、显示震中位置、自动计算同震形变的功能,对于重要地震事件能够在一天内给出形变模拟结果,尤其适用于隐伏型震级较大的地震,可在一定程度上为判定潜在危险区域和早期抗震救灾提供参考依据.
基于大地测量和MT技术分析吉林龙岗火山区现今地壳运动特征及其机理
胡亚轩, 赵凌强, 庄文泉, 梁国经, 綦伟
2023, 54(6): 633-642.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-069
摘要(121) HTML全文(67) PDF 2336KB(91)
摘要:
位于吉林长白山西麓龙岗山脉中段的龙岗火山群是中国近代主要火山活动区之一. 通过对火山区2010—2020年多期GNSS(Global Navigation Satallite System)观测资料及1970—2010年多个时段的一、二等水准资料进行解算,获取现今三维地壳运动速度场. GNSS获取的水平运动速率从西向东增大,东部主要以拉张运动为主,连续面应变率场结果反映火山区位于膨胀区;一等水准路线长抚线和丹抚线资料显示火山区以垂直上升运动为主,主要速率为0.55~1.83 mm/a,其中抚松—仙人桥—老山队一带为主要隆升区,速率多大于1.0 mm/a;该区域分布丰富的地热资源,也是地震多发地区. 邻近区域的二等水准路线梅通线速率相对较小,为0.23~0.77 mm/a. 结合对99个测点大地电磁数据三维反演得到的火山区深部电性结构:与隆升区对应的中下地壳赋存相对较浅的岩浆系统,电性边界带推测的浑江断裂北向延伸. 断裂附近的低阻体规模最大,向下延伸至地幔尺度. 最浅的低阻体位于最年轻的金龙顶子火山大约10 km以下位置,以上的高阻结构认为是岩浆溢流结束后的后撤和固结. 综合分析认为现今火山区地壳的膨胀隆升、地震活动与幔源物质的上涌、间断性的运移引起断层活动有关.
2020年尼玛MW6.3地震同震及震后断层滑动特征
刘洋, 张宇, 温扬茂, 杨九元
2023, 54(6): 643-652.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-078
摘要(166) HTML全文(56) PDF 2374KB(61)
摘要:
2020年尼玛MW6.3地震发生在青藏高原羌塘块体依布茶卡地堑北部. 震中区域地质构造、地形地貌复杂,近场地面观测台站、数据较少. 合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术具有全天侯、大范围、高空间分辨率等监测优势,能够弥补近场地面形变观测的不足. 然而,已有研究对该次地震发震断层、同震及震后断层滑动特征的观点存在差异,且仅采用运动学模型提取震后断层余滑特征. 本文利用哨兵1号(Sentinel-1)卫星升、降轨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)影像和差分干涉测量技术提取该次地震不同视角的同震形变场,基于弹性半空间位错模型反演地震同震断层几何及滑动分布,采用应力驱动的震后余滑模型对震后断层滑动进行建模分析,并且探讨了地震发震断层及断裂带摩擦属性特征. 结果表明,升、降轨InSAR同震形变场在震中区域连续光滑、整体呈NNE-SSW走向,断层南东侧区域形变均较为显著且沿视线向以下降为主. 同震断层破裂以正断为主,兼有左旋走滑分量,走向角为31.43º,倾角为45.79º,同震断层滑动主要位于地下3.58~10.75 km,最大滑动量为1.33 m,矩震级为MW6.33. 应力驱动的震后余滑模型能够较好地解释尼玛MW6.3地震近6个月的InSAR震后形变场,震后余滑主要发生在同震断层显著滑动区域南西段的上侧、下侧及南西侧,最大值为47.2 cm. 尼玛MW6.3地震发震断层可能为位于依布茶卡—日干配错断裂中部、倾向SEE的正断层,发震断裂带摩擦属性可能非均匀.
基于开源软件GMTSAR与iGPS的时序形变自动化处理工具研发及应用
罗毅, 田云锋, 冯万鹏, 胡应顺
2023, 54(6): 653-666.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-020
摘要(37) HTML全文(32) PDF 2332KB(12)
摘要:
地表形变是地球内部多种物理过程的表现,是探索深部地球物理环境的重要工具. 近年来随着数据和软件的丰富,合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术常被作为探测地壳形变的首选手段,因而快速掌握处理技术成为构造地质和地震过程等研究领域从业者的迫切需求. 本文扩展了形变时序分析软件包iGPS的功能,开发了一套基于InSAR开源软件GMTSAR的辅助处理程序,实现了时序InSAR分析流程的自动化,具备数据自动获取、干涉自主组织、时序分析调用、形变结果分析与展示等功能,显著简化了处理过程;以青藏高原西部现今地壳形变探测为例,详述了自动化处理流程,并与GNSS速度场进行对比检验了形变结果的可靠性. 本文处理了2015年6月至2022年9月期间Sentinel-1卫星T12轨道的61期成像数据,获取了南北跨度上千千米的InSAR形变场,显示伴随青藏高原地壳东向挤出而产生的左旋剪切主要发生在高原北部,尤其是阿尔金断裂带、玛尔盖茶卡—昆仑断裂带之间的地带,吸收了大部分塔里木盆地与青藏高原之间的相对运动;带内活动断裂分布较近,构造形变混叠在一起难以有效分离,使得准确地估计阿尔金断裂带的现今滑动速率面临挑战. 本文系统地梳理了如何借助开源InSAR软件来实现形变时序的自动化处理,有助于地球物理等领域的研究者快速熟悉与掌握相关知识与技术.
喜马拉雅东构造结地震精定位及其区域应力场研究
陈平光, 何骁慧, 徐树峰, 郑文俊, 刘婷, 刘智良
2023, 54(6): 667-683.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-067
摘要(177) HTML全文(99) PDF 7090KB(52)
摘要:
喜马拉雅东构造结地处印欧大陆碰撞前缘,主要受喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇等地块和印度板块相互作用,区域构造变形强烈,是喜马拉雅造山带变形最强烈的地区之一,地震频发且主要呈条带状展布. 为揭示该地区地震活动及发震机制、断裂现今运动状态和区域应力应变模式,本文以喜马拉雅东构造结及周缘地区为研究区,采用双差定位法对2008—2018年间65663个M≥1.0的地震事件进行重定位,应用CAP方法对2009—2021年间163个M≥3.5的地震事件进行震源机制解反演. 在此基础上,收集研究区前人所得震源机制解共1156个,使用区域阻尼应力张量反演获得了中上地壳(0~35 km)区域应力场. 研究结果显示,区内地震主要沿断裂展布,其中喜马拉雅东构造结、高原中部拉张裂谷、川滇地块和滇缅地块地震活动频繁. 地震深度主要分布于5~25 km,川滇和滇缅地块内部地震相对于拉萨、羌塘地块的数量和优势深度有明显增大. 不同类型的震源机制分布具有明显规律性,东构造结处各种机制类型地震频发;走滑型震源机制主要沿大型边界断裂分布;正断机制地震发生于川滇地块的西边界断裂;逆断地震发育于印欧大陆碰撞前缘. 研究区主压应力轴水平方向从喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇、滇缅地块大致以东构造结为中心近顺时针旋转,且东构造结顶部、川滇地块北西部等地区呈现出强烈的局部不均匀性.
综述
固体地球物理
贝叶斯有限断层破裂分布模型反演研究进展
魏国光, 陈克杰, 朱海, 柴海山
2023, 54(6): 684-698.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-080
摘要(109) HTML全文(76) PDF 1092KB(54)
摘要:
精确的有限断层破裂分布模型对于研究震源物理机制、评估地震灾害等具有重要意义. 目前,有限断层反演通常采用线性最小二乘方法,但该方法存在一定局限性:(1) 不易评估完全的参数空间,因而不利于评估非高斯分布的参数不确定性;(2)为了提高反演稳定性,在反演中通常施加断层滑移平滑约束(正则化),但平滑强度的确定具有一定主观性;(3)断层几何设置不同使得反演结果不尽相同;(4)难以顾及地球速度模型不确定等. 与之对应,通过确定参数概率密度分布,贝叶斯反演提供了所有参数总体最优解,同时刻画不同参数之间协方差大小,可以有效克服上述问题. 特别是过去十余年间,随着计算机算力飞速提升,贝叶斯反演得到了越来越多应用. 通过阐释贝叶斯有限断层反演理论与技术,本文试图梳理近年来贝叶斯有限断层反演成果,最后展望贝叶斯有限断层反演发展趋势.
全球下地幔波速异常结构综述
石宇通, 叶蔚然, 宾可轶, 师一康, 黄周传
2023, 54(6): 699-718.   doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-073
摘要(225) HTML全文(176) PDF 4173KB(93)
摘要:
下地幔体积占地球总体积50%以上,对地球的演化具有重要的影响. 早期研究认为下地幔的组分比较均一,但1970年代以来,地震层析成像揭示了地球的深部速度结构,发现下地幔存在很多复杂的波速异常区. 进入21世纪以后,台阵数据的积累和计算机技术的进步使我们能够进一步约束这些下地幔波速异常区的空间范围和波速结构,由于这些异常结构通常与俯冲板片和地幔柱等有紧密的联系,了解这些波速异常体的精细结构对于古板块的重建和地幔动力学有重要的意义. 本文重点总结了近30年以来利用地震数据研究下地幔异常体的方法和结果,详细地描述了不同类型的波速异常区在全球范围内的分布情况及其特征,并逐一分析了不同类型波速异常构造体的成因. 下地幔LLSVP主要有两个,分别是非洲LLSVP和太平洋LLSVP,它们在横向上可扩展至数千千米,垂直方向上从核幔边界的高度超过1000 km. 现在观测结果发现LLSVP边界处的速度突变较大,主流的观点认为含有成分异常的热化学作用形成了LLSVP. ULVZ位于下地幔底部,其横向扩展大部分小于1000 km,但部分ULVZ的范围可以超过1000 km,高度仅为十几到几十千米,相应的S波速度异常可达−40%~−20%. 一般认为ULVZ的形成与地幔底部的部分熔融有关,而成分异常促进了部分熔融的发生. D"速度不连续面在很多地区也非常明显,特别是存在俯冲板块的地区,可能由于俯冲板块降低了核幔边界处的温度,使得pPv能够稳定存在,从而形成了稳定的D"速度不连续面. 除了波速异常之外,下地幔波速的各向异性也是值得关注的重点之一,因为各向异性直接反映了地幔流动状态. 现有研究结果表明,下地幔这几种主要的波速异常结构(LLSVP、ULVZ、 D"间断面、各向异性)在空间分布上密切相关,这些异常体可能与俯冲板片有关,其周围地幔温度和化学成分的差异可能是产生这些异常体的重要因素. 最后,本文还总结了中国地区的下地幔波速结构的结果,展望了我国未来在地幔波速异常和各向异性研究的方向.
总目录
2023 年总目录
2023, (6): 1-10.  
HTML全文(15) PDF 396KB(2)
摘要:
x 关闭 永久关闭