Asymmetry in oceanic crustal structure of the South China Sea basin and its implications on mantle geodynamics     

Fan Zhang  Xubo Zhang  Weiwei Ding  Tingting Wang  Jian Zhu 《International Geology Review》2020,62(7-8):840-858

ABSTRACT

We investigated the oceanic crustal structure and lithospheric dynamics of the South China Sea (SCS) basin through a comprehensive analysis of residual gravity anomaly and bathymetry combined with seismic constraints and interpretation from geodynamic modelling. We first calculated the residual mantle Bouguer anomaly (RMBA) of the oceanic crustal regions of the SCS by removing from free-air gravity anomaly the predicted gravitational attractions of water-sediment, sediment-crust, and crust-mantle interfaces, as well as the effects of lithospheric plate cooling, using the latest crustal age constraints including IODP Expedition 349 and recent deep-tow magnetic surveys. We then calculated models of the gravity-derived crustal thickness and calibrated them using the available seismic refraction profiles of the SCS. The gravity-derived crustal thickness models correlate positively with seismically determined crustal thickness values. Our analysis revealed that the isochron-averaged RMBA are consistently more negative over the northern flank of the SCS basin than the southern conjugate for magnetic anomaly chrons C8n (~25.18 Ma) to C5Dn (~17.38 Ma), implying warmer mantle and/or thicker crust over much of the northern flank. Computational geodynamic modelling yielded the following interpretations: (1) Models of asymmetric and variable spreading rates based on the relatively high-resolution deep-tow magnetic analysis would predict alternating thicker and thinner crust at the northern flank than the southern conjugate, which is inconsistent with the observed systematically thicker crust on the northern flank. (2) Models of episodic southward ridge jumps could reproduce the observed N-S asymmetry, but only for crustal age of 23.6–20 Ma. (3) Southward migration of the SCS ridge axis would predict slightly thinner crust at the northern flank, which is inconsistent with the observations. (4) Models of higher mantle temperatures of up to 25–50°C or >2% less depleted mantle sources on the northern flank could produce large enough anomalies to explain the observed N-S asymmetries.  相似文献   

北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响     

方珂  余锦华 《热带海洋学报》2019,38(5):42-51

基于1951—2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式, 针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份, 研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明, 北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因, 北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部, 后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA, 西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来, 当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时, 北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA, 使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋-太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。  相似文献   

Improving gravity anomalies over China marginal sea from retracked Geosat and ERS-1 data     

HWANG Chenway 《地球空间信息科学学报》2010,13(2):144-149

The quality of altimeter data and ocean tide model is critical to the recovery of coastal gravity anomalies. In this contribution, three retracking methods (threshold, improved threshold and Beta-5) are investigated with the aim of improving the altimeter data over a shallow water area. Comparison indicates that the improved threshold is the best retracking method over China Sea. Two ocean tide models, NAO99b and CSR4.0, are analyzed. Results show that different tide models used in the processing of altimeter data may result in differences more than 10 mGal in recovered coastal gravity anomalies. Also, NAO99b is more suitable than CSR4.0 over the shallow water area of China Sea. Finally, gravity anomalies over China Sea are calculated from retracked Geosat/GM and ERS-1/GM data by least squares collocation. Comparison with shipborne gravimetry data demonstrates that gravity anomalies from retracked data are significantly superior to those from non-retracked data. Our results have the same order as the other two altimeter-derived gravity models: Sandwell&Smith(V16) and DNSC08.  相似文献   

逆Vening-Meinesz技术在陆地重力异常精细构制方法中的应用     

庞振兴  张传定  肖云 《测绘科学》2010,35(3):34-36

逆Vening-Meinesz公式在海洋测高数据反演重力异常中得到了广泛应用,被认为是确定海洋地球重力场的有效途径之一。将该方法引入陆地,是本文的主要工作之一。由于陆地的非球面特性,需要顾及地形起伏的影响,因此,本文提出了基于均衡的逆Vening-Meinesz公式的移去恢复技术求解陆地重力异常的算法。最后通过对该算法编程试验,并对结果进行诊断分析和精度估计,结果表明该算法能够求得满足一定精度的重力异常值。  相似文献   

一种基于高斯马尔可夫随机场的异常目标探测方法     

杜博  陈勇  史瑞芝 《测绘科学》2010,35(6):180-182,154

利用高斯马尔可夫随机场模型描述像元的邻域相关性信息,并将这种邻域信息引入到局域异常探测器中,提出了一种顾及邻域信息的高光谱遥感影像局域异常目标探测算法。实验证明,该方法克服了传统异常探测方法仅仅利用光谱信息的不足,比经典的RX算法的探测效果更好,并且可以更有效地探测出大于一个像元的异常目标。  相似文献   

源区黑潮热输送低频变异及其与中国近海SST异常变化的关系   总被引：6，自引：0，他引：6  

齐庆华  蔡榕硕  张启龙 《台湾海峡》2010,29(1):106-113

基于长时间序列的水温和盐度资料，通过动力计算方法估算了源区黑潮（18°N断面）热输送量，分析了源区黑潮热输送变异和中国近海SST异常的年际、年代际时空变化特征及两者之间的相互关系．结果显示，源区黑潮热输送异常呈现出显著的以2—7、10～20a和约30a为主周期的年际、年代际变化，且具有线性增强的长期变化趋势．并约于1976年前后发生了一次显著气候跃变．中国近海SST年际、年代际异常变化的最显著区域位于渤海、黄海、东海海域和台湾海峡．源区黑潮热输送变异在年际、年代际尺度上与中国近海SST异常变化密切相关，源区黑潮热输送变异可能是影响中国近海SST异常变化的重要因素之一．  相似文献   

基于二次曲面的Shepard方法在GPS高程拟合中的应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

黄勇军 《地理空间信息》2010,8(1):32-34

针对单一GPS高程拟合方法的不足,给出了一种基于二次曲面的Shepard拟合法。通过对二次曲面拟合法、Shepard拟合法和基于二次曲面的Shepard拟合法进行高程拟合结果的比较,表明基于二次曲面的Shepard拟合方法能显著提高高程拟合精度。  相似文献   

基于逆Stokes公式的测高重力反演中央区效应计算     

王瑞  李厚朴 《武汉大学学报(信息科学版)》2010,(4)

为提高利用逆Stokes公式反演测高重力的精度,将中央区大地水准面高表示成双三次多项式插值形式,引入了非奇异变换,推导出了重力异常的计算公式。大地水准面高理论模型下的分析表明,该公式有较高的精度。以分辨率为2′×2′的大地水准面高数据为背景场进行了实际计算,结果说明中央区对反演重力异常有不容忽视的贡献。本文导出的公式可为高精度重力异常的反演提供理论依据。  相似文献   

导航用海洋重力异常图的孔斯曲面重构方法   总被引：1，自引：1，他引：0  

李姗姗  吴晓平  赵东明 《测绘学报》2010,39(5):508-515

本文基于地球重力物理场连续的特性，将计算机构图中的孔斯（Coons）曲面建模引入到导航用海洋重力异常图的加密重构中，建立了不同边界曲线的双一次Coons曲面和双三次C1Coons曲面重力异常模型。通过对实验区数据计算分析，结果表明基于Coons曲面建立的重力异常模型精度均高于双线性内插模型，且边界条件数越多，模型精度越高；同时利用现有全球SRTM30plus海深数据，借鉴于间接内插的思想，以布格异常基于Coons曲面进行重力异常图的重构，与空间重力异常直接建模相比，精度整体提高了25%。  相似文献   

1961—2018年西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系          下载免费PDF全文

吕纯月  管兆勇  黄垭飞 《大气科学学报》2021,44(4):573-584

利用1961—2018年中国西南地区312站降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及海表温度资料,采用夏季SPI(Standardized Precipitation Index)指数作为干旱指数,研究了西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系。结果表明:西南地区夏季总体呈现变干趋势,尤其在云南、四川东南部干旱化趋势显著。当西南地区夏季显著干旱时,该地区对流层低层辐散、上层辐合,且向该地区的水汽输送偏少。造成西南地区干旱维持的原因可归结为大气波动活动异常和海温异常强迫。前者通过西风带扰动向下游的能量频散,为西南地区低层辐散、上层辐合的环流异常的形成和维持提供了必要的扰动能量积聚;后者通过热带西北太平洋异常热源对大气的强迫,使得该地区对流层低层(上层)形成异常辐合(辐散),在西南地区和热带西北太平洋形成了斜向垂直环流,使西南地区受下沉气流控制,从而形成了利于降水显著偏少和干旱发生并维持的条件。  相似文献