偏离大圆路径传播对四川西部面波相速度成像的影响

面波成像是研究地壳上地幔横波速度结构的一种重要方法.通常,面波相速度或群速度成像假设面波沿大圆路径传播.但是,在地下介质速度结构变化较大时,面波会偏离大圆路径传播,从而导致基于大圆路径假设下的面波成像结果存在一定的误差.我们采用基于射线追踪的面波成像方法,研究了面波的偏离大圆路径传播对四川西部地区面波相速度成像结果的影响.使用快速行进法(fast marching method)进行面波传播路径的射线追踪,采用子空间反演法(subspace inversion)进行迭代反演,对理论模型合成数据和川西台阵的短周期背景噪声相速度频散数据进行成像分析,并与使用大圆路径传播的成像结果进行对比.对理论模型的测试结果表明,当速度结构变化较大时,基于偏离大圆路径传播的面波成像能够更好地恢复模型异常.对川西台阵的真实数据反演结果显示:在短周期为6 s时,基于偏离大圆路径传播的反演方法较基于大圆路径传播的反演方法所获得的相速度异常的幅度更大些.在四川盆地区域两者的差异接近0.2 km/s;在周期为10 s时,两种反演方法的差异显著减小,基本都在0.1 km/s以内.这主要是因为6 s周期的面波相速度对复杂的上地壳浅层结构更为敏感,从而使得面波的偏离大圆路径传播效应对反演结果的影响更为显著.本文结果表明,当某一周期不同路径的面波相速度测量值变化较大.例如相对于平均相速度的异常超过10%时,则需考虑采用基于偏离大圆路径传播的面波成像方法,否则速度异常较大区域的反演结果可能会造成较大的偏差.

面波非大圆路径传播研究进展

传统面波层析成像多基于射线理论,并假定面波沿大圆路径传播.由于地球介质的横向非均匀性,面波有时会偏离大圆路径传播,引起面波入射方位角异常和多路径传播效应.本文通过总结面波非大圆路径传播的研究成果,分析了面波非大圆路径传播的主要特点及成因:面波非大圆路径传播效应随着周期的减小而增强,在短周期的非大圆路径传播效应非常明显,地壳上地幔结构的横向非均匀性是导致面波偏离大圆路径传播的主要因素.接着,介绍了测量面波入射方位角异常的两类方法——单台三分量偏振分析和台阵分析方法,其中台阵分析方法相对于单台三分量偏振分析更为可靠和稳定.讨论了面波非大圆路径传播对于面波频散测量和面波层析成像的影响.由于面波的非大圆路径传播,采用天然地震双台法测量的面波频散会高于真实值,而利用背景噪声测量的双台频散会低于真实值.因此,基于大圆路径假设的面波层析成像结果会与真实值出现偏差,特别是各向异性快波方向可能受到的影响更大.最后,本文对面波非大圆路径传播的研究方向进行了展望:在天然地震面波层析成像中,可以利用面波入射方位角异常改正双台面波相速度测量,然后再进行面波层析成像;利用谱元法模拟地震波是研究面波非大圆路径传播的一种有效手段,既需要考虑全球大尺度地壳上地幔结构,也需要考虑研究区内部精细三维结构对于面波非大圆传播的影响.

大气能量传播及不同纬度间大气相互作用的研究进展

早期的理论分析认为大气中临界纬度的存在使得热带-热带外的大气活动互不影响。然而,大量的观测事实表明中低纬度大气运动存在着明显的动力联系。为了帮助人们更好地理解大气中的遥相关现象,在大量文献的基础上,综述了几种波能量传播理论:(1)大圆理论指出了罗斯贝波在球形大气中的传播特征;(2)西风通道理论发现了中纬度瞬变扰动越赤道传播的"走廊";(3)能量堆积-波列发射理论揭示了热带扰动影响到更高纬度大气活动的可能过程;(4)赤道波侧向膨胀理论则利用转折纬度的概念更进一步解释了这种中低纬度大气相互作用的物理机制;(5)经向基本流理论则认为在一定的条件下定常波可以穿过热带东风带传播到另一半球。此外,文中还回顾了在波-流相互作用诊断方面的研究进展,尤其是关于罗斯贝波、惯性重力波和赤道开尔文波。大气能量的经向传播具有显著的年变化和年际变化,这与ENSO、西风急流、大洋中部槽等的变化密切相关。

援萨尔瓦多拉利伯塔德码头损坏成因分析

“巨涌”是萨尔瓦多拉利伯塔德码头损坏的主要原因。采用NOAA全球再分析波浪资料,分析工程海域大浪特征。结果表明,每年有2场超级大浪,类似“海啸型”巨涌,来自南太平洋(澳大利亚东侧)、南大洋海域,沿最大圆路径跨洋传播,到达萨尔瓦多需要12~20 d;大浪传入浅水区后,因地形折射效应波向转为S向,经过浅水效应,波高急剧增大直至破碎。根据长周期涌浪传播特性,可提前进行大浪预警,进而指导施工作业和码头运营。

亚太地区F_2电离层预测模型

本文就亚太区频率预测程序关于Ｆ_２层预测中的数学模型建立问题，给出了解决的方法。