小尺度地幔对流、壳下应力场与华北地震   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

朱岳清  强祖基  马丽 《地震地质》1984,6(3):29

本文分析了魏格纳等求得的重力位球谐系数,得出n≤11阶系数与大尺度地幔对流相关,而12≤n≤25阶系数反映小尺度地幔对流;计算了小尺度地幔对流引起的华北地区壳下应力场,该应力场具有挤压性质,挤压中心在山西临汾—洪洞一带(111.5°E;36°N),应力大小为0.2—0.75×10~8达因·厘米~(-2),整个应力场具有规则的中心对称特征;壳下应力场的几何特征与震源机制解的结果、大震裂缝走向与错动方式、地震的空间分布等均彼此具有良好的一致性,对唐山与海城地震,这种一致性尤为明显。看来,似乎小尺度地幔对流及其造成的壳下应力场对包括目前这次强震高潮在内的华北地区地震的孕震过程起着控制作用  相似文献   

卫星重力场、地幔对流应力场与板块运动关系的探讨   总被引：3，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

吴建平  刘元龙 《地球物理学报》1992,35(5):604-612

本文采用GEM10C的前50阶系数,计算了全球自由空气重力异常和地幔对流产生的岩石层底部应力场.通过对全球重力异常、应力场的分析,着重讨论了板块运动与地幔对流间的关系.对各板块在地幔对流作用下受力的定性分析和定量计算表明,板块的运动主要由低阶应力场决定,板块底部多个地幔对流体（而不是一个以洋中脊为对流上涌中心的单个地幔对流）的共同作用,推动了现代板块的运动.  相似文献   

现代板块运动驱动地幔块体置换度及地幔混合的研究   总被引：1，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

傅容珊  韩力波  黄建华  单斌  刘军 《地球物理学报》2007,50(5):1409-1417

定义了描述地幔混合程度的新的统计学量度——地幔块体对流置换度和对流混合扩散度.地幔块体对流置换度等于至少被置换一次的块体数与地幔总块体数之比，对流混合扩散度等于示踪元初始体密度与示踪元终体密度之比.本研究假设地幔对流是稳定的，上地幔和下地幔的黏滞性存在差异，其驱动力为板块运动或地幔中密度异常分布.实验中地幔被划分为20736 个块体（5°×5°×300 km），2376个示踪元被放置在地幔顶部100 km深度或底部100 km高度的5°×5°的网格点上.模型计算表明， 地幔块体对流置换度随运转时间变化.就全地幔而言，在系统运行四十亿年后，大多数模型对应的块体对流置换度均超过80%，而上地幔块体置换度则达到90%.这预示大多数的地幔块体将被来自其他位置的块体所取代.对于放置在地幔顶部或底部，浓缩于很小空间10°×10°(间距0.25°) 中的两组1681个示踪元而言，尽管其对流混合扩散度在开始有较大的差异，但是在运行一段时间之后，此两组对应的对流混合扩散度均趋于常数，示踪元比较均匀地分布于全地幔之中.由以上的结果可以推断，在经历了四十五亿年的演化过程后，由于对流的作用使地幔基本上已经均匀混合，地幔中不大可能存在尺度大于5°×5°×300 km的异常块体.  相似文献   

华北克拉通及东邻西太平洋活动大陆边缘地区的P波速度结构：对岩石圈减薄动力学过程的探讨   总被引：4，自引：3，他引：1       下载免费PDF全文

郭慧丽  徐佩芬  张福勤 《地球物理学报》2014,57(7):2352-2361

本文通过地震层析成像研究获得了华北克拉通及其东邻地区（30°N-50°N,95°E -145°E）1°×1°的P波速度扰动图像.结果显示,在西太平洋俯冲带地区,上地幔中西倾的板片状高速异常体与其上方的低速异常区构成俯冲带与上覆地幔楔的典型速度结构式样.俯冲板片高速体在约300~400 km深度范围内被低速物质充填,暗示俯冲板片可能发生了断离.在华北克拉通地区的上地幔中发现三个东倾排列的高速异常带.在此基础上,本文构建了华北克拉通及其东邻西太平洋活动大陆边缘地区的上地幔速度结构模式图,并据此探讨克拉通岩石圈减薄与西太平洋活动大陆边缘的深部动力学联系.本文认为,太平洋板片的俯冲（断离）,触发热地幔物质上涌并在上覆地幔楔中形成对流,使克拉通岩石圈受到改造（底侵与弱化）.随着俯冲板片后撤,地幔楔中的对流场以及对岩石圈改造的影响范围均随之东移,最终导致华北克拉通岩石圈自下而上、从西向东分三个阶段依次拆沉减薄.这一模式能很好地解释现今克拉通岩石圈自西向东呈台阶状减薄的深部现象.  相似文献   

黏滞分层地幔中密度异常驱动对流模型的研究   总被引：8，自引：3，他引：5       下载免费PDF全文

傅容珊  王毅  黄建华  常筱华  查显杰  戴志阳 《地球物理学报》2005,48(4):824-833

在地震层析成像计算的地幔密度异常直接驱动地幔对流的新方法的基础上,发展了在上、下地幔不同黏性结构框架下,密度异常驱动地幔对流的物理模型.利用 Grands和S12 WM13等地震层析成像模型推得的地幔密度异常分布,设置板块绝对运动极型场为运动上边界,考虑深度660km地震波不连续面为界的上、下地幔之间存在黏滞性的差异,直接反演了不同黏滞系数的双层地幔结构下地幔对流的模式.研究中选取地幔平均密度为ρ=5500kg/m3, 上层地幔平均黏滞系数为μ=1021Pa·s,计算了上、下地幔黏滞系数之比为1∶1, 1∶10, 1∶100和1∶1000时地幔大圆剖面、以及区域剖面上的流场.结果表明,两种模型在球谐展开1～13阶的范围内其对流的基本格局相似.当下地幔黏滞性超过上地幔的100倍时,下地幔流场速度与上地幔的流场速度相比显著减小,但是对流仍然表现出单层对流环的基本格局.论文还用 240km深度球面上的对流格局讨论了对流和全球构造之间的关系.  相似文献   

地幔对流的数值模拟及其与表面观测的关系   总被引：9，自引：3，他引：9       下载免费PDF全文

叶征仁  白武明 《地球物理学报》1993,36(1):27-36

本文从基本的热对流方程出发,并结合地幔对流特点,特别考虑到自重及非线性影响,探讨地幔对流及其与表面观测的关系,发展了相应的数值方法.结果表明,计算得到的长波大地水准面、地表地形、板块速度场水平散度与观测值符合程度较好.上、下地幔的非绝热温度异常与由地震层析得到的地震波速异常显示一定的相关性.地幔内部的流动呈现复杂形态,反映了高瑞利数对流的特征.  相似文献   

横向黏度变化的全地幔对流应力场初步研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

朱涛 《地震学报》2011,33(5):582-594

将地幔地震波速度异常转换为地幔横向黏度变化(达到3个数量级),在球坐标系下计算了瑞雷数为106、上边界为刚性、下边界为应力自由等温边界条件下的岩石层底部的地幔对流极型和环型应力场.结果表明,地幔对流极型应力场与地表大尺度构造具有良好的对应关系:俯冲带和碰撞带的应力呈现挤压状态,而洋中脊处的应力则呈现拉张状态.地幔对流环...  相似文献   

地幔对流     

《地球》2012,(7):35-35

地幔对流是地幔中．特别是地幔软流层中发生的热对流。地幔对流是一种自然对流．既是发生在地幔中的一种传热方式（通过物质运动传递热量）．又是一种地幔物质的运动过程（由物质内部密度差或温度差所驱使的）．是地球内部向地球表面输送能量、动量和质量的一种有效途径。地幔对流是一个复杂的系统．是在缓慢的进行的,对流活动的时间可达几千万年,甚至几亿年。地幔对流的流动形态可以不同。  相似文献   

俯冲带的穿透与地幔对流   总被引：1，自引：1，他引：1  

臧绍先 《地球物理学进展》1989,(1)

一、板块运动与地幔对流六十年代板块构造理论逐渐为地球科学工作者所接受。板块运动的动力学问题为人们所关心。这促使地幔对流理论的发展,逐渐形成两种不同的地幔对流理论,如图1所示。一种理论认为是整个地幔对流。O'Connell(1977)及Davies(1977)等认为地幔对流是在整个地幔范围内进行的,这种运动拖曳着上覆的刚性板块运动。这种对流模式较容易理解。它的主  相似文献   

Dupal异常研究的现状与趋势     

张旗  周德进  沈丽璞 《地球物理学进展》1992,(4)

Dupal异常是迄今为止在地球表面出现并反映地幔地球化学特征的最大同位素异常域.首先是在南半球现代大洋玄武岩中发现了以南纬30°为中心近环球分布的Dupal异常域,近年又在北半球的中国东部、日本海等非大洋玄武岩中发现了Dupal异常.现在认为Dupal异常源区既可赋存于岩石层地幔,亦可源自深部软流层地幔或更深,但对Dupal异常源形成机制仍无定论,对北半球的Dupal异常其源区是否来自南半球地幔还有不同认识.Dupal异常源可能是多成因的,不能排除星外物质冲击的可能性.南半球大洋地幔大规模同位素异常的存在对模拟地幔对流提出了制约,也为探索地幔地球化学特征提供了新途径.  相似文献   

计算岩石波速空间平均的极限近似模型          下载免费PDF全文

杨仁虎  曹俊兴  贺振华 《地球物理学进展》2006,21(2):426-429

本文在传统的岩石波速空间平均模型（Voight模型，Ruess模型，Hill模型和几何平均模型）的基础上，提出了一种极限近似模型.在这种模型中，它是利用作者提出的一个基于Hill模型（即代数平均模型）和几何平均模型的递推关系式，并利用这个关系式计算求出模型的极限近似值，该值介于Hill模型和几何平均模型之间，是具有典型代表意义的一个值.  相似文献   

陕西地区地壳速度模型研究     

惠少兴  金昭娣  宋秀青 《震灾防御技术》2018,13(2):363-372

本文以陕西地震台网2009年1月—2014年4月地震观测报告数据为基础,并在前人对该区域地壳速度模型研究成果的基础上,依据地震、爆破及塌陷的震相速度拟合曲线与折合走时曲线等结果,确定初始模型及扰动范围。再采用Hyposat定位程序对地震资料进行“试错”,最终确定了可供台网日常使用的地壳速度模型及各层的波速比结果,最后对模型进行了对比检验。结果表明:2015模型比1985模型的定位走时残差小,震中位置偏差减小,确定的实测爆破地震位置参数更准确。2015模型较1985模型更符合陕西地区的地质构造特征。  相似文献   

地震学模式的建构与重新建构     

曲克敏 《中国地震》1994,10(4):397-404

地震学模式经过历史建构后，并没有终结我们对种类繁多、特性各异的地震的认识。本文从“建构”与“重新建构”的辩证关系入手，以地震学模式的“静态特性”和动态特性”为讨论基础，结合地震学长久的经验和理论发展，从四个方面探讨了地震学模式的重新建构：从“个体模式”到“群体模式”、“统一模式──多元模式──新的统一模式”、从“经验模式”到“理论模式”、同一问题的多元模式解以及模式重建的两种主要方式。文章同时还归纳总结了“建构”与“重新建构”中存在的主要问题并提出富有建设性的设想。  相似文献   

A distributed monthly hydrological model for integrating spatial variations of basin topography and rainfall     

Xi Chen  Yongqin David Chen  Chong‐yu Xu 《水文研究》2007,21(2):242-252

Hydrological models at a monthly time‐scale are important tools for hydrological analysis, such as in impact assessment of climate change and regional water resources planning. Traditionally, monthly models adopt a conceptual, lumped‐parameter approach and cannot account for spatial variations of basin characteristics and climatic inputs. A large requirement for data often severely limits the utility of physically based, distributed‐parameter models. Based on the variable‐source‐area concept, we considered basin topography and rainfall to be two major factors whose spatial variations play a dominant role in runoff generation and developed a monthly model that is able to account for their influences in the spatial and temporal dynamics of water balance. As a hybrid of the Xinanjiang model and TOPMODEL, the new model is constructed by innovatively making use of the highly acclaimed simulation techniques in the two existing models. A major contribution of this model development study is to adopt the technique of implicit representation of soil moisture characteristics in the Xinanjiang model and use the TOPMODEL concept to integrate terrain variations into runoff simulation. Specifically, the TOPMODEL topographic index ln(a/tanβ) is converted into an index of relative difficulty in runoff generation (IRDG) and then the cumulative frequency distribution of IRDG is used to substitute the parabolic curve, which represents the spatial variation of soil storage capacity in the Xinanjiang model. Digital elevation model data play a key role in the modelling procedures on a geographical information system platform, including basin segmentation, estimation of rainfall for each sub‐basin and computation of terrain characteristics. Other monthly data for model calibration and validation are rainfall, pan evaporation and runoff. The new model has only three parameters to be estimated, i.e. watershed‐average field capacity WM, pan coefficient η and runoff generation coefficient α. Sensitivity analysis demonstrates that runoff is least sensitive to WM and, therefore, it can be determined by a prior estimation based on the climate and soil properties of the study basin. The other two parameters can be determined using optimization methods. Model testing was carried out in a number of nested sub‐basins of two watersheds (Yuanjiang River and Dongjiang River) in the humid region in central and southern China. Simulation results show that the model is capable of describing spatial and temporal variations of water balance components, including soil moisture content, evapotranspiration and runoff, over the watershed. With a minimal requirement for input data and parameterization, this terrain‐based distributed model is a valuable contribution to the ever‐advancing technology of hydrological modelling. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

湖泊富营养化响应与流域优化调控决策的模型研究进展   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘永  蒋青松  梁中耀  吴桢  刘晓钰  冯秋园  邹锐  郭怀成 《湖泊科学》2021,33(1):49-63

湖泊富营养化是全球水环境领域面临的长期挑战,富营养化响应与流域优化决策模型是制定经济和高效调控方案的关键.然而已有的模型研究综述主要集中于模型开发、案例应用、敏感性分析、不确定性分析等单一方面,而缺少针对非线性响应、生态系统长期演变等最新湖泊治理挑战的研究总结.本文对数据驱动的统计模型、因果驱动的机理模型和决策导向的优化模型进行了综述.其中,统计模型包含经典统计、贝叶斯统计和机器学习模型,常用于建立响应关系、时间序列特征分析以及预报预警;机理模型包含流域的水文与污染物输移模拟以及湖泊的水文、水动力、水质、水生态等过程的模拟,用于不同时空尺度的变化过程模拟,其中复杂机理模型的敏感性分析、参数校验、模型不确定性等需要较高的计算成本;优化模型结合机理模型形成“模拟优化”体系,在不确定性条件下衍生出随机、区间优化等多种方法,通过并行计算、简化与替代模型可一定程度上解决计算时间成本的瓶颈.本文识别了湖泊治理面临的挑战,包括:①如何定量表征外源输入的非线性叠加和湖泊氮、磷、藻变化的非均匀性?②如何提高优化调控决策和水质目标的关联与精准性?③如何揭示湖泊生态系统的长期变化轨迹与驱动因素?最后,本文针对这些挑战提出研究展望,主要包括:①基于多源数据融合与机器学习算法以提升湖泊的短期水质预测精度;②以生物量为基础的机理模型与行为驱动的个体模型的升尺度或降尺度耦合以表达多种尺度的物质交互过程;③机器学习算法与机理模型的直接耦合或数据同化以降低模拟误差;④时空尺度各异的多介质模拟模型融合以实现精准和动态的优化调控.  相似文献   

Model structure exploration for index flood regionalization     

Dawei Han  Wan Zurina Wan Jaafar 《水文研究》2013,27(20):2903-2917

Although the nonlinear power form model structure is widely accepted by practitioners in the flood regionalization modelling, there is a lack of studies on whether there is a room for further improvement, and if the answer is yes, what should be done to explore alternative model structures. A framework is proposed in this study towards investigating this issue by the following steps: (i) a universal data‐driven model is utilized to see if there is a room for improvement compared with the conventional model, and (ii) if improvement is achieved, this means that there should exist more effective model structures than the current form. However, because the universal data‐driven models are usually opaque, more explicit model structures should be explored, which are convenient for practical usage. In this study, the proposed framework is applied in a case study using the catchment characteristics from the Flood Estimation Handbook in conjunction with the gamma test, support vector machine (SVM) and genetic programming (GP). First, the gamma test is used for the purpose of input variables selection where no model structure needs to be defined as a priori, and therefore, the result can be applied to any model structures for model building. Second, an SVM, which is a powerful data‐driven nonlinear model capable of modelling a variety of nonlinear systems, is applied to the index flood model for the first time. Once the best model is determined using those two data‐driven tools, GP is employed to find an alternative model structure. As the SVM is not formulated for producing explicit model functional form, the GP offers an advantage at this point where it can infer an explicit mathematical model functional form. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

磁层磁场模式的研究进展          下载免费PDF全文

张晓芳  严卫  符养 《地球物理学进展》2007,22(6):1754-1759

磁场模式是表述空间磁场的一种有效工具,对于研究磁层大尺度电流系的发展变化和辐射带粒子具有重要意义.本文介绍了三种主要的磁层磁场模式,即经验模式、抛物面模式和事件导向模式,结合模式的原理和特点,对模式的改进情况和性能检验进行了详细论述,并对三种模式进行了对比分析.三种模式都能对暴时磁场进行动态模拟.最近的Tsyganenko模式考虑了太阳风的历史作用,每个磁场源都有自己的松弛时间尺度及驱动函数;抛物面模式A01中增加了场向电流及窄尾流效应;事件导向模式G03增加了非对称环电流和局地窄尾流片效应.  相似文献   

地震活动数学建模的物理含义及等价动力学过程          下载免费PDF全文

郭大庆  杨立明  石特临 《地震工程学报》1995,17(3):54-59

在对时序数学模型进行较为系统地研究的基础上，本文探索将离散数学模型转换为连续动力微分方程，实现由实测数据反演动力微分方程。本文介绍了模型转换的原理、具体计算方法，探讨了方程的物理含义及所反映的动力学过程，并给出了计算实例。  相似文献   

Towards using pedotransfer functions for estimating infiltration parameters     

Shoja Ghorbani-Dashtaki  Mehdi Homaee  Willibald Loiskandl 《水文科学杂志》2013,58(8):1477-1488

ABSTRACT

Water infiltration into soils is an important component of hydrological processes. Direct measurement of infiltration is time consuming, expensive and often involves large spatial and temporal variability. The objective of this study was to develop and verify parametric pedotransfer functions (PTFs) to predict infiltration parameters. Consequently, 119 double-ring infiltration data were collected. The parameters of Philip, Kostiakov, Kostiakov-Lewis and Horton models were obtained, using the sum of squares error optimization method. Some parametric PTFs were then derived to predict the parameters of the infiltration models, using stepwise regression analysis. The results indicated a reasonable estimation of infiltration parameters by the derived PTFs. These results were more accurate when the land use of the studied area was considered. Overall results of this study suggest infiltration-based PTFs could be established as a reasonable indirect method for estimating infiltration parameters.