一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

空间分析与生物地球化学循环:西藏林周县大骨节病患病村与非患病村的比较研究     

田原  查欣洁  高星  戴尔阜  余成群 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(2):232-246

西藏林周县是我国大骨节病(KBD)患病较为严重的地区之一,本文将林周县作为研究区,通过使用地理探测器(GeoDetector)量化分析KBD患病率风险因子的影响,并使用环境化学方法验证空间分析结果。通过对10个潜在影响因子的分析以及对当地KBD患病村和非患病村的土壤-水-粮食-人这一生物地球化学循环的环境化学分析,结果表明:(1)林周县KBD由一组多重且交互作用的环境影响因子共同作用影响,其中最重要的控制因子是地层因子;(2)所有环境介质(土壤、水、谷物)及人体组织中的硒元素浓度在KBD患病区均低于非患病区;(3)当地居民对硒和铬的摄入严重不足,尤其是KBD患病村中居民硒元素平均日摄入量(ADD)大约仅为世界卫生组织(WHO)建议的成人基本摄入量下限的4%;(4)我们推测,当地居民患病主要是由于地层这一影响因子,这是由于通过生态系统的迁移转化导致当地人口严重硒缺乏,最终导致地方性生物地球化学硒缺乏。  相似文献   

航空重力垂直梯度探测潜艇方法研究     

张志强  郑晗  崔银锋 《海洋测绘》2019,39(4):6-9

航空重力梯度测量属于被动探测,抗干扰能力强,如果能和其他探潜手段相配合将极大地提高航空搜潜的效率。针对航空重力梯度测量是否能够用于探测潜艇的问题,依据俄亥俄级弹道导弹核潜艇的结构特点,建立了适用于重力梯度计算的潜艇模型,分别给出了潜艇外壳、内部质量亏损产生的重力垂直梯度的计算方法,并对不同精度重力梯度仪可探测的潜艇重力垂直梯度值进行了计算,从航空反潜的角度对探测潜艇效果进行了分析。经计算表明,如航空重力梯度仪精度达到10~(-2) E,将具备一定的实际探潜效能;如精度达到10~(-4) E,反潜机搜索宽度可与现有航空磁性探潜相当。  相似文献   

豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组古气候特征分析     

祁帅帅  王艳鹏  彭冰柔  张碧云  宁淑媛  刘晓玲  郑德顺 《地质学报》2020,94(12):3803-3818

二叠纪- 三叠纪之交发生了地史上最大规模的生物灭绝事件，该事件可能与当时气候环境的强烈变化有关。前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟，而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性，研究资料需要进一步完善。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组为研究对象，运用沉积学、矿物学与元素地球化学等方法对该时期的古气候进行恢复，并与同时期陆相地层对比，进而讨论气候变化对该时期生物灭绝的影响。结果表明：①宜阳地区孙家沟组经历了滨湖- 浅湖- 滨湖等亚相的演化过程，其地层中岩相变化、古生物化石缺失、大量的钙质结核及其它沉积构造的出现揭示了孙家沟组的上段气候明显比下段炎热干旱。②元素地球化学指标以及粘土矿物组合的垂向变化等指示了该时期的气候经历了温湿向炎热半干旱- 干旱转变。③宜阳地区孙家沟组的气候指标所得出的结论与其他地区同时期陆相地层古气候的变化基本一致，反映了研究区与同时期全球古气候的变化存在一致性。二叠纪末期温度的骤升、气候极度干旱化以及陆表生态系统遭受毁灭性破坏等因素，可能是导致或加速陆地生物灭绝的主要原因之一。本次研究对该时期气候变化与生物灭绝之间的关系具有一定的指导意义，为探讨全球P- T之交生物灭绝的原因提供新的证据。  相似文献   

非连续变形分析中块体大转动问题研究     

巩师林  凌道盛  胡成宝  钮家军 《岩土力学》2020,41(11):3810-3822

原有非连续变形分析（DDA）采用一阶近似后的位移增量表达式更新块体构形，推导相关子矩阵，且对不同时步计算出的应变增量直接叠加，当模拟的块体发生大转动时往往会产生较大误差。为考虑块体转动与变形的耦合作用，引入先变形、后转动的块体位移增量表达式。重新推导了惯性力子矩阵，将块体转动时的离心力与科氏力加到荷载矩阵中。计算时对应变分量及其相关变量进行坐标变换与修正，并采用新引入的位移增量表达式计算块体顶点位移，进行后接触修正与更新块体构形。数值算例表明，改进后的程序能够消除转动带来的误差，自动考虑了块体转动时离心力和科氏力引起的变形，应变计算精度更高。改进方法克服了块体体积自由膨胀、应变场畸变等问题，给出了合理的块体应变。  相似文献   

不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究          下载免费PDF全文

李江林  余晔  李万莉  李亚珺 《地球物理学报》2019,62(7):2366-2381

本研究利用加入起电、放电参数化方案的数值模式（Weather Research and Forecasting Model（Version 3.7.1），WRF3.7.1_ELEC），通过设计五组不同非感应起电及感应起电参数化方案敏感性试验，对发生在青藏高原东北部青海大通地区的一次雷暴过程进行模拟研究，对比分析了不同非感应起电机制及感应起电机制对雷暴云电荷结构的影响.结果表明：在雷暴云发展旺盛阶段，Saunders（S91）、Riming Rate（RR）、和Saunders和Peck（SP98）三种非感应起电方案模拟的雷暴云最低层均为负电荷区，而混合方案（Brooks and SP98，BSP）模拟的雷暴云最低层为正电荷区，主电荷区自下而上为"+-+-"排列的四层电荷结构.与甚高频辐射源定位法推算的结果对比，BSP方案模拟的本次高原雷暴云电荷结构更接近实际情况；几种不同非感应起电方案模拟的主电荷区外围与主电荷区电荷结构不同，说明在雷暴发展的不同阶段雷暴云的电荷结构是不同的；几种非感应起电方案模拟的电荷结构不尽相同，主要是由于霰、冰和雪粒子在不同高度所带电荷的极性及电量的大小不同，霰粒子的电荷密度对低层的影响较大，冰粒子和雪粒子的电荷密度对中上层的影响较大；加入感应起电机制后，雷暴云电荷结构分布几乎没有变化，但能使雷暴云发展旺盛阶段低层和中层的正负电荷区电荷密度有所加强.  相似文献   

野生动物栖息地的立法保护:以美国林蛙栖息地保护为例     

郭一君 《湿地科学与管理》2019,(1):19-22

野生动物关键栖息地保护对于生物多样性保护具有重要价值。从立法保护的视角对美国濒危物种保护最新司法判例——"密西西比林蛙案"进行深入分析。在此基础上,结合当前国际社会濒危物种保护的理论和实践,我国野生动物保护应当建立系统的栖息地保护制度,加强环境影响评估及信息披露工作,构建生态保护优先的价值取向,处理好经济建设与生态保护的关系,为我国湿地立法提供参考。  相似文献   

地层格架正则化约束下的二维立体层析反演          下载免费PDF全文

张力起  杨锴  邢逢源  李振伟  倪瑶 《地球物理学报》2019,62(2):634-647

通过把地层格架信息作用于立体层析Fréchet导数矩阵,使得更新后的速度模型呈现出符合地质规律的块状特征.地层格架信息基于立体层析反演中得到的反射点位置进行非规则B样条插值拟合得到,因此在反演中它将会随着反射点位置的更新自然得到更新.与前人提出的保边缘层析算法或多层立体层析算法相比,本文提出的地层格架正则化无需引入混合正则化项或定义某种复杂的混合速度格式,更为直接也更容易实现.理论和实际数据算例证实了该正则化技巧的稳健性和可靠性,能够得到与实际地质构造特征更为一致的地质一致性反演结果.  相似文献   

非迁移潮作用下的电离层赤道异常区单峰现象及其经度分布          下载免费PDF全文

田耀宇  郝永强  张东和  肖佐 《地球物理学报》2019,62(11):4067-4081

当喷泉效应较弱而双峰结构发展不充分的时候，可能在赤道异常区仅能够观测到一个电子密度的峰值，称之为单峰现象.本文利用CHAllenging Minisatellite Payload卫星在2001-2010年的电子密度数据给出了单峰的发生规律，单峰在地方时早上08：00-10：00和下午16：00-19：00发生率高，发生位置在经度上呈现多波数分布，尤其在10：00-18：00明显：在分季时多呈现四波，而在冬至季时以三波为主.单峰发生多的经度，正好对应着双峰的结构特征较弱之处.究其原因，是非迁移潮的DE2和DE3分量调制了背景风场和大气发电机电场，在电场和喷泉效应减弱的经度，双峰结构难以形成时，就会表现为单峰结构.本文扩展了对单峰现象的地方时、季节和经度分布等规律的了解，明确了非迁移潮在其中施加的影响，由此，单峰同双峰现象一样可以用于研究非迁移潮对热层-电离层的作用.  相似文献   

大亚湾大鹏澳牡蛎养殖临近海域自养微微型浮游生物种群分布特征   总被引：3，自引：3，他引：0  

白美娜  江涛  陈飞羽  王朝晖  江天久 《海洋与湖沼》2019,50(1):129-138

于2013年5月到2014年6月,在大亚湾大鹏澳牡蛎区及邻近海域开展了为期14个月的采样调查,利用高效液相色谱(HPLC)法对表层水体中微微型浮游植物(0.7—2.7μm)光合色素进行测定,并应用色素化学分类软件CHEMTAX对自养微微型浮游生物(aototrophicpicoplankton,APP)功能类群进行分析。结果表明,该海域APP中共检出了15种光合色素,其中青绿藻素(Pras)和玉米黄素(Zea)是微微型色素中浓度最高的2种特征色素,均具有明显的季节变化特征:Pras主要出现在低温季节(牡蛎养殖期),而Zea主要出现在高温季节(非牡蛎养殖期)。CHEMTAX分析表明,大鹏澳海域APP最主要的类群是硅藻、蓝藻和青绿藻,而甲藻、隐藻、定鞭金藻、绿藻和金藻生物量较低。温度和营养盐浓度是影响大鹏澳海域APP的时空分布的重要因素,青绿藻主要出现在低温季节(主要在冬季牡蛎养殖期间),且其生物量与溶解无机氮呈显著正相关;而蓝藻则主要出现在高温季节,与温度呈显著正相关。另外,贝类养殖也是能够影响APP空间分布的重要因素,在大鹏澳海域牡蛎养殖期间,青绿藻生物量在养殖区明显高于非养殖海域。  相似文献