大功率电波加热电离层中热自聚焦不稳定性的理论研究和数值模拟   总被引：3，自引：3，他引：0       下载免费PDF全文

王琛  周晨  赵正予  张援农  杨许铂 《地球物理学报》2015,58(6):1853-1868

本文首先从电子密度及电子温度的输运方程和考虑自作用时的电磁波波动方程出发,利用简正模展开的方法推导出泵波在反射区域激发出热自聚焦不稳定性(thermal self-focusing instabilities,TSFI)所需电场阈值以及其增长率的完整数学表达式,并估算了TSFI激发阈值及所对应的有效辐射功率(ERP)的量级.随后利用三维垂直加热的理论模型,结合国际参考电离层(IRI-2012)和中性大气模型(MSIS-E-00)给出的背景参数,数值模拟了大功率高频泵波加热电离层时泵波反射区域电子密度及电子温度因TSFI而产生的变化及发展的过程,并对比分析了不同背景参数对较热效果的影响.结果表明:当高频泵波的加热阈值达到或超过百毫伏每米的量级时,即可激发TSFI,发展出大尺度电子密度及温度不均匀体,这些不均匀体内的密度耗空约为4%~10%,而电子温度剧烈增长,到达背景温度值的1.6~2.1倍;且在相当的加热条件下,背景电子温度越低、电子密度越小,加热效果越显著;电子密度及电子温度的扰动幅度随着加热时间的推移而逐渐减小,即扰动逐渐趋于饱和,且电子温度要快于电子密度达到饱和状态.本文还对泵波反射高度处的电子密度及电子温度变化率进行采样并求得其功率谱密度,分析结果表明:TSFI发展出的大尺度不均匀体满足幂律谱结构,谱指数随着加热的进行逐渐趋于稳定,白天与夜间的幂律谱指数区别不大,但电子密度与电子温度的幂律谱有所区别.  相似文献   

应力扰动对地震周期和地震矩影响的数值模拟          下载免费PDF全文

翁辉辉  黄金水 《地震学报》2015,37(1):65-79

利用二维有限元数值模型,结合断层滑移弱化摩擦准则对断层滑动规律以及应力扰动对其影响进行了研究．数值计算结果表明,在均匀应力分布情况下, 平面断层滑动显示出典型的特征地震规律,断层面上的应力扰动对断层滑动规律产生影响,压应力增加明显延迟地震的发生时间,并增加地震释放的能量．应力扰动发生在地震破裂临界区时的影响比在震前滑移区时的影响显著．当发生在地震滑移区时,若应力扰动足够大,则压应力增大会造成地震发生时部分动力断层被暂时锁住,使得地震释放的能量变小,但可增加后续地震的能量; 而压应力减小则可导致地震规律产生更加复杂的变化,会即时触发地震．如果应力扰动发生在一个地震周期的早期,则触发的地震较小,但可导致随后的地震提前发生; 如果应力扰动发生在一个地震周期的后期,则会触发大地震．当应力扰动位于震前滑移区或破裂临界区时,小的扰动也可能产生类似的效果．应力扰动产生越晚,这种影响也越明显．应力扰动发生在破裂临界区的影响最明显．应力扰动的影响一般主要集中在应力发生扰动后的1—2个地震周期内．后续地震基本恢复无应力扰动时的特征地震规律．   相似文献   

泰安地震台重力扰动现象研究   总被引：6，自引：1，他引：5       下载免费PDF全文

王　梅季爱东  曲同磊徐长朋　王　鹏　佟瑞清 《地震学报》2014,36(3):443-451

利用滤波分析法对山东泰安地震台重力固体潮观测的分析表明,重力观测中存在大量高频扰动信号.通过与气象观测实况资料的对比发现,这些异常扰动信号除了受台风等热带气旋影响外,还明显与“冷空气”过境等区域强对流天气有关. 对泰安台JCZ-1甚宽频带地震仪观测资料的频谱分析和滤波处理进一步表明,区域强对流天气及台风对重力仪的影响频段均在1—8 s范围内,其中2—6 s区间影响最为显著; 强对流天气过程触发的扰动信号范围可以在1—16 s,但8 s后扰动信号对重力仪观测基本不造成影响,即重力仪对高频扰动信号的响应存在8 s的截止周期.JCZ-1甚宽频带地震仪的波谱分析还反映出扰动信号的动态特征,即强对流天气产生的扰动信号在发展、传播过程中,首先出现的信号频率较高,随着时间推移信号逐渐向低频演化,揭示了干扰信号传播的多普勒效应以及扰动信号激发源的移动特性.   相似文献   

宝应模拟电磁扰动前兆异常特征     

刘琨  ;李凤如  ;郭殿友  ;张华  ;周少辉 《地震地磁观测与研究》2014,(3):134-139

通过对2006-2011年宝应模拟电磁扰动监测范围内3-4级地震前异常变化的时、空、强的特征统计和分析,认为宝应模拟电磁扰动仪器具有较好的地震短临预测能力,归纳仪器的异常通道、异常起始时间、最大振幅变化和异常频次与地震间的特征联系,并对震例中出现的特殊情况进行探讨,认为未来在立足观测的同时,还需根据仪器所处的地质和地震情况,综合其他观测手段开展地震预测研究工作。  相似文献   

地面扰动重力垂直梯度的确定   总被引：6，自引：6，他引：0       下载免费PDF全文

张赤军  边少锋 《地球物理学进展》2005,20(4):969-973

鉴于扰动重力垂直梯度在大地测量和物探中有重要作用,在未直接测量的情况下,对如何由地面重力异常及地形数据求取扰动垂直梯度进行了研究和分析,认为在被研点附近要求重力点分布密集,且精度不低于1×10-6ms-2;对中央区域积分奇异性问题也作了讨论;此外,扰动重力垂直梯度如何在大地测量和地球物理中进一步得到应用,以及为何用扰动重力垂直梯度代替重力异常垂直梯度也给予了简明的论述.  相似文献   

中国地震电磁现象的观测与研究   总被引：12，自引：3，他引：9  

王继军  赵国泽  詹艳  卓贤军  汤吉  关华平  万战生 《大地测量与地球动力学》2005,25(2):11-21

对近年来中国地震电磁现象(包括地面电磁场、大气电场、地磁脉冲和电离层扰动等)的观测研究进行了重点介绍。  相似文献   

草原生态系统模式中参数不确定性导致的模拟结果不确定性研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

谢东东  孙国栋  邵爱梅  穆穆 《气候与环境研究》2013,18(3):375-386

基于五变量草原生态系统理论模式,应用与参数有关的条件非线性最优扰动(CNOP-P)方法,探讨了由参数不确定性导致的草原生态系统模式模拟结果的不确定性问题。参数的不确定性可能来源于观测和（或）对物理过程描述等的不确定性。选取了五变量草原生态系统模式中具有物理意义的32个模式参数进行数值试验。试验结果表明,对所考察的32个模式参数,在一定的不确定性和给定的优化时刻范围内,单独优化每个参数所得CNOP-Ps的联合模态与同时优化32个参数所得CNOP-P的模态并不相同。比较了上述两类参数误差以及随机参数误差对草原生态系统模拟的差异。随机参数误差与上述优化方法所得参数误差的不确定性范围大小相同。数值结果表明,同时优化32个参数所得 CNOP-P 类型参数误差使得草原生态系统模拟的不确定性程度最大。这种影响表现在使得草原生态系统转变为沙漠生态系统,或者使得草原生态系统转变为具有更多生草量的草原生态系统。上述数值结果不依赖于优化时间和参数不确定性程度的大小。这些数值结果建议我们应当考虑多参数的非线性相互作用来研究草原生态系统模式模拟的不确定性问题,并且揭示出CNOP-P方法是讨论上述问题的一个有用的工具。  相似文献   

松辽盆地中部深部断层影响浅部次级断层发育的数值研究   总被引：2，自引：2，他引：0  

龚发雄  单业华  李自安  刘士林 《大地构造与成矿学》2009,33(3)

利用Poly3D模拟了松辽盆地长垣隆起中部后裂谷期应力场,由此预测浅部次级断层的产状和密度。计算结果表明,深部断层的存在会扰乱浅部应力场,距离深部断层越近,扰动程度越明显,从而导致了浅层次级断层的走向变化和不均匀的密度分布;浅部次级断层的走向和分布与深部断层的形态和空间位置相关,它们在断层的端部、转折段及其附近变化较大。同样地,在施加远场的不同方向水平拉伸、相同应变量下,可计算出相应的浅部次级断层走向和密度的计算值。在不同反射层模拟得到的最佳伸展方向与区域分析基本相同,但此时预测断层走向和密度与实际情况仍有较大差别。考虑到模型中深部断层面的拖曳力分量均设置为零,即不存在独立的断层活动,这一差别暗示出浅部次级断层的发育不仅受远场构造作用影响,而且还受深部断层独立活动的制约。  相似文献   

β中尺度扰动的不稳定结构     

张立凤  施连俊 《大气科学》2004,28(6):931-940

计算分析了不同的环境场下,三种类型β中尺度扰动的不稳定结构,结果表明β中尺度对称不稳定的结构与α中尺度扰动不同,随水平尺度的减小,不稳定重力惯性波的垂直波数增大;斜交型扰动与横波型扰动不稳定的结构相似的,在Ri较小时,其流函数的垂直结构表现为"猫眼"流型,在Ri较大时,其流函数的垂直结构表现为不规则的波动流型,这说明在β中尺度范围内,这两种不稳定也是同源的.  相似文献   

引发梅雨锋暴雨的频发型中尺度低压(扰动)的诊断研究   总被引：17，自引：6，他引：11  

董佩明  赵思雄 《大气科学》2004,28(6):876-891

利用再分析资料及加密观测资料,对1999年6月下旬有利大尺度环境条件下长江中下游地区梅雨锋上频发的5个中尺度低压(扰动)进行了诊断研究.由合成分析得到了长江中下游地区中尺度低压(扰动)的基本特征(共性);依其特征将之归纳为两种类型;之后选择两个典型个例分析了它们各自发生发展过程中特征的异同(个性).分析结果揭示了梅雨锋中尺度低压(扰动)的动力和热力结构特征、暴雨过程中对流活动的详细过程及典型雨团的路径和生命史.此外,高山站每小时的风记录等信息反映出低空西南急流和其上大风速中心同中尺度低压(扰动)及暴雨发生演变过程有密切关系.高空急流对中尺度低压(扰动)的发展及暴雨有明显的作用,有无高空西风急流与低空急流的耦合似乎是未来发展与不发展中尺度低压(扰动)之间重要的动力学区别之一.  相似文献