地球磁场强度对地球内部动力学过程的制约   总被引：10，自引：0，他引：10  

朱日祥  潘永信  史瑞萍 《中国科学D辑》2002,32(4):265-270

利用K-Ar年龄测定法确定了辽西义县组下部出露的玄武岩时代相当于地磁极性年表的M0(121.0~120.6 Ma). 在详细岩石磁学和地磁场古方向测定的基础上, 利用改进的Thellier方法对该时代的火山岩进行了地球磁场古强度测定, 确定了与M0对应的地球磁场虚偶极矩(VDM)为(3.66 ± 0.10)´10²² Am², 相当于现今值的45%. 结合已有的全球地球磁场古强度数据, 探讨地质历史时期地球磁场变化的地球内部可能控制因素及地球动力学意义.  相似文献   

生态环境需水量评估方法与例证   总被引：13，自引：0，他引：13  

杨志峰  崔保山  刘静玲 《中国科学D辑》2004,34(11):1072-1082

首先评价了生态环境需水量概念内涵, 包括概念的界定、生态环境水的组成结构和需水特点. 在此基础上, 提出了生态环境需水量分级和计算方法. 以黄淮海地区为研究实例, 估算了研究区生态环境现状用水量、最小需水量、适宜需水量, 并计算了相应的缺水量. 然后根据相关的规划, 对未来的水平年2010年, 2030年和2050年生态环境需水量进行了预测. 结果显示, 随着功能设定的不同, 水资源参照平台的差异, 最小和适宜生态环境需水量不同, 相应的缺水量也会产生差异. 研究表明, 黄淮海地区最小生态环境需水范围在2.84×10¹⁰~1.02×10¹¹ m³, 适宜需水量范围在6.45×10¹⁰~1.78×10¹¹ m³, 最小需水时的缺水量范围为9.1×10⁹~2.16×10¹⁰ m³之间, 适宜需水时的缺水量范围为3.07×10¹⁰~7.53×10¹⁰ m³之间. 通过不同的缺水量数值, 可以安排配水的优先性. 三个预测年的生态环境需水量范围分别为4.49×10¹⁰~1.73×10¹¹ m³, 5.99×10¹⁰~2.09×10¹¹ m³和7.44×10¹⁰~2.52×10¹¹ m³.  相似文献   

运用²²⁸Ra-NO^-₃法测定南沙海域的新生产力     

蔡平河  黄奕普  陈敏  刘广山  邱雨生  蔡明刚 《中国科学D辑》2002,32(3):249-254

运用MnO₂纤维富集-²²⁸Ac b计数法测定了南沙海域两个测站3个时间点水柱的²²⁸Ra比活度, 得其值介于0.38至 3.60 Bq×m^-3. 发现²²⁸Ra的分布能满足稳态条件. 采用一维稳态模型, 以²²⁸Ra-NO^- ₃法测得测站NS97-43, NS99-53(T₁)和NS99-53(T₂)的新生产力分别为4.4, 5.1和5.7 mmolC·m^-2·d^-1. 结合初级生产力的文献报道值, 计算得南沙海域的f比介于0.12~0.15.  相似文献   

电离层起源的O⁺离子在同步高度区的分布     

史建魁 《中国科学D辑》2002,32(10):805-811

以卫星观测资料为基础, 应用动力论方程, 采用理论模型和数值分析方法, 研究了不同地磁活动条件下同步高度区O⁺离子的分布, 提出了O⁺离子密度和通量密度在同步高度区沿经度变化的半经验模型. 主要结果为: 在同步高度区(1) 向阳侧O⁺离子密度和通量密度较大, 背阳侧较小. (2) 地磁活动指数K_p越小, O⁺离子密度和通量密度水平及其沿经度的变化越小, K_p越大时水平及其变化越大; K_p≥6时O⁺离子密度和通量密度较K_p= 0时大一个量级. (3) 当K_p= 0或K_p≥6时, O⁺离子密度在经度120 °附近和240 °附近最大, 在磁尾最小; 当地磁活动指数K_p=3~5时, O⁺离子密度在经度0°处最大, 在磁尾最小; 无论K_p如何, O⁺离子通量密度都在经度120°附近和240°附近最大, 在磁尾最小.  相似文献   

额济纳荒漠绿洲植被生态需水量研究   总被引：14，自引：0，他引：14  

赵文智  常学礼  何志斌  张智慧 《中国科学D辑》2006,36(6):559-566

荒漠绿洲的生态需水量主要指维持荒漠绿洲植被正常生长所需要消耗的水量.采用3S技术与野外生产力测定相结合的方法, 通过建立植被归一化指数(NDVI)、生产力、蒸腾系数之间的关系方程, 计算了额济纳荒漠绿洲的植被生态需水量.结果表明, 维持额济纳绿洲现状的需水量为1.53×10⁸ m³, 若使现有的植被恢复到目前最高生产力水平的生态需水量为3.49×10⁸ m³. 考虑到城镇居民生活用水、河道输水损失、绿洲植被耗水、绿洲内农田用水和降水补充等, 额济纳旗绿洲维持现状需要黑河下泄水量(狼心山)为1.93~2.23×10⁸ m³之间, 若使现有的植被恢复到目前最高生产力水平, 需要黑河下泄水量(狼心山)为4.28~5.17×10⁸ m³之间.  相似文献   

南沙海域表层水中²¹⁰Po/²¹⁰Pb不平衡及其海洋学意义     

杨伟锋  黄奕普  陈敏  张磊  李鸿宾  刘广山  邱雨生 《中国科学D辑》2006,36(1):81-89

对南沙海域表层水中溶解态(<0.45 mm)和颗粒态(>0.45 mm)²¹⁰Po和²¹⁰Pb进行了研究. 结果表明, 南沙海域表层水中溶解态和颗粒态²¹⁰Po平均比活度分别为0.61 Bq/m³(n = 24)和0.43 Bq/m³ (n = 23). 溶解态和颗粒态²¹⁰Pb 平均比活度分别为1.66 Bq/m³ (n = 24)和0.23 Bq/m³(n = 23). 颗粒态²¹⁰Pb比活度约占总²¹⁰Pb比活度的12%, 与开阔大洋相应值吻合; 而颗粒态²¹⁰Po占总²¹⁰Po的比例约40%, 明显高于开阔大洋和富营养海域. 根据稳态不可逆模型得到总²¹⁰Po和²¹⁰Pb的停留时间分别为0.82 和1.16 a. 清除过程中²¹⁰Po和²¹⁰Pb的平均分馏因子由清除速率常数法和固-液分配系数法计算分别为5.42和6.69, 揭示了²¹⁰Po和²¹⁰Pb从溶解相清除至颗粒相的过程中发生了明显的分馏. 进一步的研究证明了南沙海域²¹⁰Po和²¹⁰Pb的分馏主要由微生物控制, 与富营养海域的分馏机制不同: 在富营养海域, 浮游植物颗粒和粪粒充当²¹⁰Po和²¹⁰Pb清除和迁出过程的主要载体, ²¹⁰Po和²¹⁰Pb的分馏主要发生于浮游植物颗粒和粪粒对两核素的清除过程; 在寡营养南沙海域, 由于浮游植物颗粒和粪粒的相对贫乏, 使微生物对²¹⁰Po的清除作用相对突出, 并在此过程中使²¹⁰Po和²¹⁰Pb产生明显的分馏效应. 这与寡营养的马尾藻海的研究结果极为相似, 进一步证实寡营养海域和富营养海域²¹⁰Po生物地球化学行为和循环路径的差异. 这表明²¹⁰Po可能是研究与微生物有关的海洋学过程, 尤其是研究硫族元素(S, Se, Te和Po)生物地球化学循环的有用示踪剂.  相似文献   

内核超速旋转及其对重力场的影响          下载免费PDF全文

申文斌  刘琳  宁津生 《地球物理学报》2007,50(2):430-436

本文研究由内核超速旋转引起的地球重力场的变化.论述了内核具有三个主要特征：椭球形状,各向异性对称轴与内核自转轴重合,内核自转轴与地球自转轴之间存在夹角并绕地球自转轴进动.内核超速旋转引起地球体系物质的重新分布,导致重力场变化.通过研究内核超速旋转的运动规律,建立了内核超速旋转导致重力场变化的模型,给出了由于内核超速旋转而引起的整个地球表面的重力变化,其中,在假定了内核超速旋转速率为1°/a的前提下,历经一年的最大重力变化量级约为037 μGal.  相似文献   

地球电场与地球磁场的形成机理   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

邹润莉 《地球物理学进展》2008,23(4):1071-1084

为探讨地球磁场的形成机理,应用经典电磁理论以微分的思维方式建立起三种自激发电机模型,用球形自激发电机模型简明地描述地球磁场的形成和分布;从分析地轴参考系中相对于自转地球静止的电荷间洛仑兹力的特点以及地球上的电荷在地球电场和地球磁场作用下的漂移规律,阐述中心磁场的形成及反转机理;分析电荷相对于地球的漂移以阐述偏磁场的形成.理论分析表明:地球上每一点的磁场都可以看成是由该点的几个分磁场叠加而成;地球具有自身的电场;地球电场与地球磁场同时产生、同时变化,且都源自于地球的自转和地球上正负电荷的非对等分布.  相似文献   

高寒草甸土壤有机碳储量和CO₂通量     

陶贞  沈承德  高全洲  孙彦敏  易惟熙  李英年 《中国科学D辑》2007,37(4):553-563

选择青藏高原东北隅海北站区的4种高寒草甸土壤进行高分辨率采样, 测定土壤有机碳及其¹⁴C信号; 应用¹⁴C示踪技术探讨高寒草甸土壤有机碳更新周期和CO₂通量. 研究得出海北站高寒草甸生态系统土壤有机碳储量在22.12´104 ~30.75´10⁴ kgC·hm^-2之间, 平均为26.86´10⁴ kgC·hm^-2. 高寒草甸土壤有机碳的更新周期从表层的45~73 a随深度增加到数百年甚至数千年或更长. 高寒草甸生态系统土壤呼吸的CO₂通量变化于103.24~254.93 gC·m^-2·a^-1之间, 平均为191.23 gC·m^-2·a^-1. 土壤有机质分解产生的CO2通量变化于73.3 ~181 gC·m^-2·a^-1之间. 矮嵩草草甸土壤30%以上的有机碳贮存在土壤表层(0~10 cm)的活动碳库中, 土壤有机质更新产生的CO₂占整个剖面有机质更新产生的CO₂通量的72.8%~81.23%. 响应于全球变暖, 青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的储量、流量、归宿变化等问题有待进一步研究.  相似文献   

南海大亚湾珊瑚1977~1998年核试验¹⁴C年际变化   总被引：1，自引：0，他引：1  

沈承德 《中国科学D辑》2003,33(6):529-534

通过南海大亚湾珊瑚1977~1998年22个年层样品¹⁴C浓度的测定和研究, 估算出气海交换速率和扩散层厚度, 它们分别为17mol·m^-2·a^-1和32 mm. 珊瑚Δ¹⁴C年际变化主要受控于海洋因素. 在ENSO年, 南海沿岸上升流加强, 珊瑚Δ¹⁴C出现低值. 珊瑚Δ¹⁴C对于太阳辐射能量变化没有明显响应, 20多年来, 在热带能量驱动下, 尽管存在气-海相互作用和上升流活动的年间变化, 但南海总的状况和海洋热结构仍然稳定.  相似文献   

中国地磁台观测的2014年地磁急变          下载免费PDF全文

康国发  高国明  文丽敏  白春华 《地球物理学报》1954,63(11):4144-4153

地磁急变（jerk）是起源于地球外核并在导电地幔过滤效应后在地球表面观测到的一种地磁现象,其反映了地核内部某些动力学过程.Jerks在空间范围上既可以是区域性的,也可以是全球性的.中国地区地磁台能否检测到2014年jerk？针对这一问题,利用中国大陆10个地磁台的磁静日月均值和CHAOS-6全球磁场模型,分析了X、Y和Z分量2008—2018年期间的长期变化,估算了2014年前、后的长期加速度值,确定了2014年地磁jerk的时间和强度.研究表明中国地磁台Y分量的长期变化为"Λ"型,Z分量存在明显的"V"型,具有典型的jerk特点.Y分量jerk出现的时间大约在2014年6月,比非洲大陆的Algeria TAM台和南美洲French Guiana KOU台时间滞后大约4个月.这暗示着产生jerks的地核流体波动的时序特点.中国西部和东北部地磁台的长期变化形态有明显的差别,主要由非偶极磁场引起.CHAOS-6模型与地面台站的长期变化形态并非始终一致.本文结果有助于更好地理解和解释长期变化的时间演变和地理分布,并为深入探讨jerks的地核起源和驱动机制提供新的观测约束.  相似文献   

地球基本磁场的形成与变化的探讨   总被引：2，自引：5，他引：2       下载免费PDF全文

李安生  李振亭 《地球物理学进展》2007,22(3):744-750

本文在铁磁体假说的基础上，探讨地球基本磁场的形成与变化的原因.地球的偶极磁场是由于地球的回转和内核中特殊的磁化环境，使内核中心形成的饱和磁化的永磁球体（即磁核）产生的，磁核的大小和温度负相关.地球的非偶极磁场，由外核内几个可确定的磁偶极子产生，这些磁偶极子，是外核中液态金属的流动，切割磁核的磁场而产生的涡流形成的.  相似文献   

地核中MHD波的惯性模          下载免费PDF全文

徐文耀 《地震工程学报》1986,8(4):60-69

地球外核处于高温、高压、高密度的等离子体状态,可以支持多种磁流体波的激发和传播。在地核中存在强的环型磁场,沿磁力传播的MHD波受到地球旋转的影响,分成东行的惯性模和西行的磁模,这两种波模具有高度色散的特点。其中西行磁模波与地磁场长期变化和西漂有关。东行惯性模波具有数天到数百天的周期,其磁效应被导电地幔所屏蔽,传不到地表,但它与下地幔物质可能发生力学耦合,在地幔中产生周期变化的力学过程,这种影响可能达及地表并在地表的地球物理现象中表现出来,它可能是某些周期性或韵律性地球物理现象的原因之一。  相似文献   

地球形成和演化过程中的分异能计算方法研究          下载免费PDF全文

耿煜  王君恒 《地球物理学报》2015,58(10):3530-3539

地球形成初期,构成地球的物质在组成上是大致均一的.目前地球的地核-地幔-地壳圈层结构,是由分异作用形成的.分异过程释放的能量称为分异能.Sorokhtin和Chilingarian等人从行星吸积的定义出发,导出了基于地球内部密度分布的势能计算公式,计算出的分异能大小为1.698×1031J.本文采用计算球体势能的思路,导出分异能计算的解析公式和数值计算公式,通过求取原始地球模型与均匀分层模型、PREM模型的势能差计算分异能.两种方法的计算结果分别为1.535×1031J和1.698×1031J.前者与Sorokhtin等的结果相近,后者与之相同.本文初步分析了方法间的异同以及造成结果偏差的主要原因.  相似文献   

由地面、卫星重力资料研究岩石层密度   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

张赤军  操华胜  罗少聪 《地球物理学报》1988,31(6):664-671

地球内部物质密度的分布决定了地球表面及外空的重力场,不过在特定的条件下,也可以根据地面或外空的重力场推求地球内部异常密度的分布。本文在单层位理论的基础上,利用上述资料确定了我国大陆下面地球深部的异常密度,试用分离重力场长、短波长的方法,求出了地球外层-岩石层内异常密度的侧向分布,对此,还初步作了地球物理的解释,其结果与地震测深的较为一致。  相似文献   

A conceptual model for kimberlite emplacement by solitary interfacial mega-waves on the core mantle boundary     

B.L. Sim  F.P. Agterberg 《Journal of Geodynamics》2006,41(5):451-461

If convection in the Earth's liquid outer core is disrupted, degrades to turbulence and begins to behave in a chaotic manner, it will destabilize the Earth's magnetic field and provide the seeds for kimberlite melts via turbulent jets of silicate rich core material which invade the lower mantle. These (proto-) melts may then be captured by extreme amplitude solitary nonlinear waves generated through interaction of the outer core surface with the base of the mantle. A pressure differential behind the wave front then provides a mechanism for the captured melt to ascend to the upper mantle and crust so quickly that emplacement may indirectly promote a type of impact fracture cone within the relatively brittle crust. These waves are very rare but of finite probability. The assumption of turbulence transmission between layers is justified using a simple three-layer liquid model. The core derived melts eventually become frozen in place as localised topographic highs in the Mohorovicic discontinuity (Moho), or as deep rooted intrusive events. The intrusion's final composition is a function of melt contamination by two separate sources: the core contaminated mantle base and subducted Archean crust. The mega-wave hypothesis offers a plausible vehicle for early stage emplacement of kimberlite pipes and explains the age association of diamondiferous kimberlites with magnetic reversals and tectonic plate rearrangements.  相似文献   

Conditions for MAC-wave stability in the Earth’s core     

M. G. Mindubaev 《Geomagnetism and Aeronomy》2006,46(1):110-117

The condition of stability for the model of MAC-wave propagation in the toroidal region with an infinite radius and the numerical results in the toroidal region with a finite radius have been obtained analytically, taking into account a nonuniform distribution of the magnetic field and compressibility. It has been indicated that the frequency of unstable MAC-waves depends on the azimuthal velocity. Instability mostly develops in the Earth’s outer core with a decreased value of the azimuthal magnetic field. It has been qualitatively indicated that close drift velocities are typical of multiple-frequency variations. The MAC-wave frequencies for instabilities that develop near the outer boundary decrease if compressibility of a substance in the Earth’s outer core is taken into account.  相似文献   

Volume-temperature relationship for iron at 330 GPa and the Earth's core density deficit     

J. Shanker  S.K. Srivastava 《Physics of the Earth and Planetary Interiors》2004,147(4):333-341

Estimates of core density deficit (cdd) of the Earth's outer core recently reported by Anderson and Isaak [Another look at the core density deficit of Earth's outer core, Phys. Earth Planet Int. 131 (2002) 19-27] are questionable in view of the serious errors in the pressure-volume and bulk modulus data due to an inadequacy in the calibration process used by Mao et al. [Static compression of iron to 300 GPa and Fe_0.8Ni_0.2 alloy to 200 GPa: implications for the core, J. Geophys. Res. 94 (1990) 21737-21742]. The data used by Anderson and Isaak deviate significantly from the corresponding values derived from seismology. In the present study we have used the input data on density, isothermal bulk modulus and its pressure derivative from Stacey and Davis [High pressure equations of state with application to lower mantle and core, Phys. Earth Planet Int. 142 (2004) 137-184] which are consistent with the seismological data. Volumes of hexagonal close-packed iron have been calculated at different temperatures under isobaric conditions at P = 330 GPa, the inner core boundary (ICB) pressure using the relationship between thermal pressure and volume expansion based on the lattice potential theory originally due to Born and Huang [Dynamical Theory of Crystal Lattices, Oxford University Press, Oxford, 1954, p. 50]. The formulation for thermal pressure used by Anderson and Isaak has been modified by taking into account the variations of thermal expansivity α and isothermal bulk modulus K_T with temperature. Values of cdd are then estimated corresponding to different temperatures ranging from 4000 to 8000 K. The results for cdd at different temperatures obtained in the present study are significantly higher than those estimated by Anderson and Isaak suggesting that the cdd for the Earth's outer core is nearly 10%. The effects of nickel when an Fe-Ni alloy replaces Fe are estimated and found to be insignificant.  相似文献   

地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化   总被引：7，自引：1，他引：6       下载免费PDF全文

徐文耀 《地球物理学报》2001,44(6):747-753

用国际参考地磁场模型(IGRF)分析了地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化.结果表明,从1900年到2005年,地核以外地磁场总能量由6.818×1018J减少到6.594×1018J,减小了3.3%,地表以外地磁场总能量由8.658×101J减小到.63×101J,减小了11.4%.分析地球内部不同圈层地磁场能量的变化表明,地壳(A层)、上地幔(B层)、转换带(C层)、下地幔D′层的地磁场总能量在减小,但是下地幔"层的地磁场总能量却在快速增加.磁能密度随时间的变化更清楚地显示出磁能增加和减小的分界面在r=3840km处.上述结果表明,地核和地表以外地磁场总能量在趋势性减小的同时,也在进行重新分配.进一步分析表明,下地幔D"层磁能快速增长,主要是由高阶磁多极子的增强引起的.在地磁场倒转前,偶极矩减小而多极性相对增强在能量分布上的表现就是磁能向下地幔底部(特别是D"层)集中.  相似文献   

国际参考地磁场模型中高阶球谐项对地磁场长期变化的影响   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

徐文耀 《地球物理学报》2003,46(4):476-481

在国际参考地磁场（IGRF）模型中，高阶球谐系数比低阶系数小得多，所以高阶项对主磁场的贡献常被忽略不计. 但是，高阶项对主磁场的长期变化却有重大影响. 本文根据第八代IGRF模型，分析了IGRF 1945～1955中高阶球谐系数的异常特征对长期变化的影响，然后用修正IGRF模型估计并改正了这些影响. IGRF高阶项随深度增加而迅速增大，所以高阶系数的误差对深部磁场位形和磁场能量的计算有不可忽视的影响，对核幔界面流动状态的推断和地核半径的地磁估计有更为重大的影响.  相似文献