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本文是“地震的感应磁效应（一）--三维电磁感应的数值理论”一文的继续。首先从理论和实际计算两个方面证明了三维电磁感应数值方程解的唯一性、收敛性和稳定性,从而充实了作为研究地壳、上地幔电性结构横向不均匀性理论基础的“三维数值方法”。作为这一理论方法的实际应用,文中对不同源场周期和具有不同埋藏深度的三维电导率异常体进行了模拟计算,以研究地震感应磁效应的大小、空间分布特征和频率特性。模拟计算结果表明,对于周期从数秒到数分钟的地磁短周期变化,若电导率异常体的线度与5至7级地震的震源体积大体相当,其电导率较原背景电导率高近一个量级,其感应磁效应主要特征为:在异常体正上方,地面磁场的水平分量变化最大,相对变化量约30％;在异常体于源场方向一致的两侧,垂直分量变化最大,相对变化量约40-50％。因此,观测短周期地磁场的异常变化,有可能是监测地震孕育过程地下电性变化的一种试验途径。但由于上述异常强度在空间上衰减迅速,所以观测必须接近震源区,这对测点的选择是个不利的因素。 相似文献
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1996年9月从陕西南部石泉至甘肃宁县布设地磁短周期变化观测临时测线．通过测点地磁转换函数,分析了该区地磁短周期变化特征．根据子波变换进行多尺度分析的理论,提取了该区地磁短周期变化异常的区域性源的影响成分．并以此为观测数据,反演研究了测线地下相应于区域性源的二维导电率结构．在反演研究中,将Zhdanov等提出的基于观测电磁场和导电率模型理论计算场的剩余场总能量最小,并且引入迁移剩余场概念的反演方法,引入磁变测深数据的反演中．反演结果给出了测线地下100 km深度范围内的导电率结构,指出高导电率区位于武功、乾陵一带地下;并且讨论了该反演方法的主要特点,即能较好地反映异常导电率区域的深度和导电率分布,且反演中能允许大数量的反演模型参数． 相似文献
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FHD 磁力仪分量线圈装置误差对磁偏角观测的影响分析 总被引：1，自引：1，他引：0
根据FHD 磁力仪观测磁偏角的原理, 计算了分量线圈不水平导致的磁偏角观测值误差,发现分量线圈仅在EW 方向的倾斜对磁偏角观测产生误差。文中将理论分析结果与实际观测结果进行了对比分析, 发现由于分量线圈底座水平的长期漂移, 仪器的垂直分量及磁偏角观测误差也会发生长期漂移, 长期漂移变化的周期约2 ~ 4 个月, 对垂直分量其幅度约3.5~ 11.0nT, 而磁偏角的幅度约0.1′~ 1.0′, 因此认为在将该仪器观测值用作绝对观测值进行地震异常分析时, 应注意回避这种长期漂移变化。 相似文献
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现有海洋可控源电磁三维数值模拟方法大多基于电导率各向同性介质理论,不能模拟海底地层电导率各向异性的实际情况.本文给出了电导率各向异性三维介质中电性源海洋可控源电磁二次电场的边值问题以及相应的变分问题,采用长方体单元对研究区域剖分,将场分量定义在剖分单元的边上,利用矢量有限单元法求解变分问题,实现了电导率任意各向异性海洋可控源电磁三维矢量有限元数值模拟.这个新的正演方法可以计算电导率任意各向异性三维地电模型的海洋可控源电磁响应,基于二次场矢量有限元法直接求解电磁场,避免了传统有限元方法可能遇到的伪解问题和难于处理电场法向分量不连续的问题,提高了数值模拟计算精度.一维电导率各向异性模型电磁场数值解与解析解吻合得相当好,无论在源附近还是远离源处相对误差均不超过1%.电导率各向异性二维模型的计算结果与已有文献采用的非结构有限元模拟结果十分吻合.三维地电模型数值模拟结果显示,电导率各向异性张量电导率主轴分量和欧拉角对不同装置海洋可控源电磁响应均有着明显的影响. 相似文献
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2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾XGSM~－12RE的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时. 利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β//、β⊥和v⊥/VA引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性. 相似文献
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鉴于三维各向异性介质(TTI、单斜等)正演模拟在计算量与内存上的巨大消耗以及标准交错网格机制波场插值带来的数值频散,本文采用二维三分量Lebedev交错网格有限差分方法对TTI介质进行波场模拟,利用二维介质便可得到3个相互垂直分量的弹性波场,并利用余弦相似度将其与完全三维正演波场进行对比,分析了该方法的模拟精度。对比测试结果表明,本文方法避免了插值误差,能够精确反映地震波在二维观测平面内的运动学特征,并且平面内质点的偏振速度、振幅能量与三维结果具有较高的相似度,而模拟占用的计算机资源却只相当于三维模拟中的一个二维剖面,是一种高效、准确的各向异性介质数值模拟方法。 相似文献
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快速且高精度的三维大地电磁法正反演是目前研究的热点.由于大地电磁法场源的平面波特性,以往的正演方法大多采用直接求解总场的方法,在边界强加二维边界条件.本文提出了一种基于二次场方法的三维大地电磁法正演算法,将平面波在层状背景模型中的响应作为场源项,得到二次场满足的偏微分方程,并利用交错网格有限差分法求取二次场.与其他学者的基于总场方法的结果的对比证明了本文采用方法的正确性.在基于二次场的正演算法基础上,实现了基于L-BFGS的三维反演方法,并对公开的数据集进行了反演.另外,针对大地电磁法的多频率观测特性,采用了基于MPI的分频并行策略对程序进行并行化,可达到接近线性的加速比. 相似文献
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二维粘弹性随机介质中的波场特征分析 总被引：12，自引：5，他引：7
通过交错网格有限差分正演,模拟了平面地震波在二维粘弹性随机介质模型中的传播及其自激自收时间记录．为研究粘弹性随机介质模型中的波场特征,我们在理论记录(垂直分量)剖面上选取两个时间区段;在这两个不同的时间区段上,分别计算剖面的三个统计特征(横向中心频率、纵向中心频率、波场能量相对值)．这样,对应每一个粘弹性随机介质模型,我们均可计算得到6个不同的波场特征量．我们通过在二维粘弹性随机介质中的正演模拟,研究当自相关长度以及粘弹吸收系数变化时,对应的上述波场特征量的变化特点,最终得出了若干结论。 相似文献
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本文从高斯位理论出发,得到了包含内源场和外源场的局部地区地磁场矩谐级数表达式,指出了局部地区地磁场内、外源部分分离的可能性。对中国及邻近地区1970.0年地磁场的矩谐分析结果表明:在北纬10°-45°之间有一个垂直分量的负异常带,异常中心在西藏高原和太平洋西部,最大异常值分别达到-330γ和-460γ;北向分量的正异常区从北纬23°一直伸展到北纬55°以北,极大值约在北纬40°附近,极值达300γ;东向分量在整个区域呈现微弱的正异常。本文对与矩谐分析有关的截断水平、光滑处理以及误差分析等问题也进行了讨论。 相似文献
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质子旋进磁强计(PPM)作为地磁场总强度标量测量的仪器, 具有稳定、操作简便、测量迅速等优点.其性能很适于地震磁现象的观测.可是, 总强度在震磁现象观测中是否有效, 中外从事此项研究工作的学者看法不一.本文以区分局部地磁异常的源场公式为基础, 论证了在地表地震磁异常的全域内, 总强度的变化不能为零, 其变化幅度ΔF与垂直分量的变化幅度ΔZ应大体相当, 这与实际震例和地震磁效应模型计算结果相吻合.这就使我们有可能充分利用PPM 作为总强度标量测量仪器的优越性, 在重点地区布署以总强度测量为主的台站和流动测网, 以尽力捕捉地震磁现象时空变化的全过程. 相似文献
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M. S. Zhdanov 《Surveys in Geophysics》1980,4(1-2):115-136
The main results in the theory of the interpretation of geopotential fields are generalized to the case of arbitrary variable electromagnetic fields by means of elaborating electrodynamic analogues for the integral of the Cauchy type.The generalized Kertz method for separating a variable electromagnetic field into parts related to the sources located in different regions of space is elaborated on the basis of this technique. The generalized Kertz method allows the selection of external and internal, normal and anomalous parts of the geomagnetic field, as well as the separation of geomagnetic anomalies into the surface and deep components caused by conductivity inhomogeneities in the Earth's crust and upper mantle.The theory of analytical continuation of variable electromagnetic fields in a conducting medium is also developed in the present work using the technique of analogues for the integral of the Cauchy type. It is shown that analytical continuation of a field downwards permits the determination of the location and form of deep geoelectric inhomogeneities according to the configuration of the isolines of flux functions for magnetic and electric fields. 相似文献
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江苏地区地电场变化特征与差异性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
处理、分析了江苏省4个台的地电场日变化资料,结合地磁场水平分量H、线应变理论固体潮,研究了地电场日变化特征和差异,得到：（1）4个台地电场日变化明显,主要以12小时的半日波成分最强,8小时周期和全日波成分次之;（2）地电场日变化存在地磁场和固体潮影响。靠近海边及湖泊的台站,受固体潮的影响较为明显,各方向还具有明显的固体潮半月波,但没有像固体潮一样大小的波;而远离江、海、湖的一些台站观测到的地电场日变与地磁水平分量比较相关,其差异性与台站的位置、电性结构有关系。 相似文献
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本文选取了INTERMAGNET地磁台网2001年到2012年的地磁数据,对其进行世界时(UT)到地方时(LT)的转换后利用自然正交分量法(NOC)从所选资料中提取出太阳静日变化Sq成分,再通过球谐分析方法建立模型分离内、外源Sq成分,逐日反演出内、外源Sq等效电流体系,并得到外源Sq等效电流体系南北电流涡中心电流强度.本文将外源Sq等效电流体系南北电流涡中心电流强度与同一时期的Dst指数进行了对比分析,研究表明它们之间具有同步变化的规律,且北半球电流涡中心电流强度在磁暴发生时的异常现象远高于南半球.对F10.7cm太阳射电流量与外源Sq等效电流体系南、北半球电流涡中心电流强度的长短周期分析发现,Sq等效电流表现出明显的11年周期特点,与太阳活动周期一致.外源南、北半球电流涡中心电流强度和F10.7cm年均值的相关系数分别达到了0.93和0.90,说明太阳活动是导致外源Sq电流体系变化的最直接也最主要的因素,这可能与电离层电导率受控于太阳的电磁辐射相关. 相似文献
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巴布亚新几内亚日全食的地磁场效应 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究1983年6月11日日全食的地磁场效应,我们在巴布亚新几内亚的莫尔兹比港（Port Moresby）进行了地磁观测。经过资料分析,在消除当天的正常日变化和干扰变化后,日食效应比较明显,水平强度减小（-3.6±1.2nT）,磁偏角偏东（0.6′±0.1′E）和垂直强度增加（5.0±1.1nT）。证实了日全食引起地磁场强度和方向的变化,与食分、食甚持续时间、太阳高度角（即日食发生的地方时）和季节有关。 相似文献
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根据青藏高原地磁三分量绝对测量资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计 算了青藏高原地磁场（Ｘ, Ｙ,Ｚ ）的泰勒多项式模型和青藏高原地磁剩余场（△Ｘ,△Ｙ,△Ｚ）的冠谐 模型,并绘制了相应的理论地磁图．分析了磁异常点对地磁场模型的影响,对比分析了地磁 场的多项式模型和冠谐模型,讨论了地磁场模型的边界效应问题． 相似文献
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球谐分析在地磁学与地球重力学中得到广泛的应用.由于地球磁场与地球引力场的不同,球谐表述有所不同.地磁场的高斯分析（球谐分析）的结果表明,地磁场没有单极子,而引力场有,地磁场有内外源场之分,而地球引力场只有内源场,地磁场的球谐级数收敛快,地磁场高斯级数所用的蒂合勒让德函数是Schmidt半标准化的,而地球引力场中用的是全标准化的,地磁场的高斯系数随时间变化快,每5年产生一个IGRF（国际地磁参考场）, 而引力场的变化是与地质变化有关,相对于地磁场来说,是缓慢的. 地磁场的高斯分析还存在一个唯一性问题. 相似文献
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应用主分量分析法对昌黎、青光、宝坻、红山等台站(1975—1977年)三年的每月五个静日地磁绝对磁场的资料及相应时间的太阳黑子相对数的资料进行计算。结果表明,第一主分量与太阳黑子相对数对应很好,相关系数为0.9以上,而第二主分量与太阳黑子相对数的相关系数为0.03左右。对于在某一固定频率而变化的地磁外源场,内外场的比例几乎恒定在一定水平上,而在唐山地震前内外场比值有明显的异常变化,笔者认为,这个恒定水平的偏离可能是由于地壳内应力不断积累导致的地下电导率的变化而引起的。用这种方法不仅可以消除地磁场的非局部变化,而且利用内外场比值的偏离或监视内场的变化可能为使用地磁场预报地震提供一个依据。 相似文献
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Wallace H. Campbell 《Pure and Applied Geophysics》1987,125(2-3):427-457
The electrical conductivity of the Earth's upper mantle can be inferred from geomagnetic quiet-day,Sq, variations recorded at the world's observatories using the, coefficients of a spherical harmonic analysis (SHA) that separate the external (source) and internal (induced) parts of the surface field. The conductivity profile determined from such an analysis can be sensitive to special characteristics of the quiet field itself as well as the separation techniques employed. This review of the Sq-analysis features critical to a conductivity derivation is pictorially presented along with the equations for application of theSchmucker (1970) technique to theSHA coefficients for a conductivity determination. Three examples illustrate the use of these equations with differentSq models. 相似文献