北京一次小震级地震前异常声-重力波产生机理的研究

观测到北京一次小震级地震(ML=3.0)前的异常声-重力波,并同时记录到异常地表倾斜信号。二者相关系数比较高,在接近震中的地区相关系数达到最大值0.5,相关系数随着远离震中的距离增大而减小。经过研究表明,异常声-重力波的产生与震前的地表缓慢活动引发的山体缓慢晃动导致的气流风速波动变化有关。基于350 m高的气象铁塔观测的风速数据,对两层大气模型传播的声-重力波进行了数值计算,得到的相对山体非平稳气流引起的声-重力波与观测信号在特征周期、幅度和速度三个参数上近似。以地表倾斜为例的模型与观测数据的一致性表明该震前声-重力波与地震存在关联性。     

北京一次小震级地震前异常声-重力波产生机理的研究

观测到北京一次小震级地震(ML=3.0)前的异常声-重力波,并同时记录到异常地表倾斜信号。二者相关系数比较高,在接近震中的地区相关系数达到最大值0.5,相关系数随着远离震中的距离增大而减小。经过研究表明,异常声-重力波的产生与震前的地表缓慢活动引发的山体缓慢晃动导致的气流风速波动变化有关。基于350 m高的气象铁塔观测的风速数据,对两层大气模型传播的声-重力波进行了数值计算,得到的相对山体非平稳气流引起的声-重力波与观测信号在特征周期、幅度和速度三个参数上近似。以地表倾斜为例的模型与观测数据的一致性表明该震前声-重力波与地震存在关联性。      

基于车载原子重力仪的外场绝对重力快速测绘研究

地球重力场信息是大地测量学、地球物理学、地球动力学等学科所必需的重要基础信息,重力场测绘是获取地球重力场信息的有效手段.相比于卫星、海洋、航空重力场测绘,车载重力场测绘具有灵活性强、空间分辨率高、精度高等优点.基于相对重力仪和高精度绝对重力基准点可以实现陆域小范围重力场测绘,但相对重力仪存在零点漂移,不适用于长基线、大范围的陆域测绘.本文基于小型化原子重力仪搭建了一套车载绝对重力快速测绘系统,在郊区安静外场环境,由12个测点约3 km的测绘结果评估仪器的内符合精度为0.123 mGal (1 Gal=10^–2 m/s~2),外符合精度为0.112 mGal,并在闹市复杂外场环境下实现了单点调节时间小于2 min,有效测量时间5 min的快速绝对重力测量,通过19个测点跨区约24 km的重力场快速测绘,评估仪器的内符合精度为0.162 mGal,外符合精度为0.169 mGal.最后将原子重力仪的外场重力场测绘数据与卫星重力模型计算的数据进行了比较,发现两者的自由空间重力异常数据的整体变化趋势相吻合.本文为外场绝对重力场快速测绘提供了一种新的方案.     

船载系泊状态下基于原子重力仪的绝对重力测量

重力场是反映地球质量分布及变化的重要参数,动态重力测量在地质调查、地球物理、资源勘探等领域有着重要应用.目前动态重力测量均基于相对测量原理,动态相对重力仪存在零点漂移问题,影响其测量性能.动态绝对重力仪可以为相对重力仪提供同步同址校准,解决其长漂问题,因此备受关注.本文基于原子重力仪和惯性稳定平台,搭建了一套船载绝对重力动态测量系统,并在船载系泊状态下开展了绝对重力动态测量实验.经评估,船载系泊环境下的重力测量灵敏度为16.6 mGal/Hz^-1/2,1000 s积分时间内重力测量的分辨率可达0.7 mGal.通过两周的绝对重力测量,评估了系统的稳定性.为了评估绝对重力的动态测量精度,将船上测量点与码头高精度绝对重力基准点的绝对重力值进行了比较,两点之间的绝对重力值差及其不确定度评估结果为(–0.072±0.134)mGal.本文结果为海洋相对重力仪的同时同船校准提供了一种新方案.     

强地震的前兆次声波研究

利用在北京昌平安装的次声三点阵,对强地震前兆次声波进行了5年的连续观测。统计分析结果表明:强震前约10天内常能测到振幅很强的前兆次声。其三维动态频谱的特点是,振幅由弱逐渐加强,达到极值后变弱;先为长周期波(10-20分),紧跟着短周期波(5-10分),然后又出现更长的周期波,最后长短周期波一起出现。提前时间与三点阵到震中距离之间没有明显的关系,与震级之间也没有明显的关系。     

重力对扩散射流火焰动态特性的影响

本文探讨重力对扩散射流火焰动态特性的影响规律。结果表明,火焰闪烁现象是一种浮力诱导不稳定性,在浮力消失或反向重力场中,不存在这种不稳定性现象,闪烁频率与燃料射流速度无直接关系,但涡的大小随燃料射流速度的增大而增大。存在触发火焰闪烁的临界高度,闪烁频率与重力成平方根关系式。反向重力情况下,也存在浮力稳定型平面火焰,它反映了浮力与火焰的耦合作用。     

大气声学:关于现象、原理和应用的综述(续)

二、“现代”大气声学1．重力和科里奥利（Coriolis）力对声传播的影响（1）声重力波和内重力波重力场对寻常声波（包括可听声和频率较高的次声，当然更包括超声，但因后者在空气中衰减太快，不能成为大气声学研究对象）的影响完全可以忽略，但当频率低到一定程度时就必须考虑这种影响了．声波中的运动加速度与频率的平方成正比，对于寻常声波，这一加速度的数值远比重力加速度g大．但当频率的数量级约为g/c时，这两个加速度就属于同数量级的了．实际上，因重力作用，大气密度随高度增加而减小．例如，对于频率为g／c0．029Hz的声波，其波…     

乙醇超重力MVR热泵精馏系统仿真及优化研究

针对超重力MVR热泵精馏模拟研究少的现状,对于乙醇-水这一典型非理想物系,基于Aspen Plus中重力场精馏塔非平衡级模型,通过编译和调用体积传质和相界面积参数Fortran子程序,构建了超重力精馏塔数学模型.在变回流比和进料位置两组工况下,进行了超重力MVR热泵精馏系统仿真模拟,将仿真结果与文献中实验结果进行了对比...     

大地震前出现的异常次声波观测研究

研究了一种在大地震前出现的异常次声波,揭示其与地震发生的空间、时间、强度的对应关系.利用CASI-ICM-2011型次声测量传感器在一系列Ms6.0级以上大地震发生前2周以内检测到的一种频率范围0.001 Hz至0.01 Hz的次声波,其特征有:幅值范围50 Pa至200 Pa,持续时间0.5 h至4 h,传播速度10 m/s至30 m/s,震级越高信号越强.通过建立广域次声传感器网络,成功定位了芦山地震前4天出现的异常次声波,以及巴基斯担地震前12天出现的异常次声波.通过对8年时间连续监测数据的分析,研究了这类次声波的出现规律.同时,对其产生机理提出了大地起伏激发次声波的假设,进行了理论论证,并用智利地震测量信号和玉树地震测量信号证明S波可以激发出本地同振的次声波.文中所列举的数个震前异常次声信号的观测结果对于地震预测的信息获取具有参考价值.     

用气垫桌实验研究粒子在重力场中随高度分布

在倾斜气垫桌上放有一定数量的浮于，浮子受重力的作用将起聚于气垫桌的低端，而气垫桌周边的振动边框对浮子撞击和浮子间相互碰撞却能阻止这种趋势，用此装置多次重复实验．可以研究和测定无规则运动“大量粒子”在重力作用下浮子数密度随高度分、布．本文叙述此实验原理、方法和实验结果，并对“大量粒子数”观测结果进行实验数据处理，证实浮子数密度在重力场中随高度分布与大气中分子在重力场中粒子数随高度分布存在着相似函数关系．     

DZW型微伽重力仪的原理和特点

一、基本原理和设计思想 高精度重力仪是研究固体潮和地震前兆的一种手段.在地球物理勘探领域内,重力测量也是一种方法.重力测量资料还可用于研究地球形状、地球内部结构、地极移动和地球自转速度的不均匀性等.此外,卫星和导弹轨道的精确计算,也需要空中重力场的精确数据. 本世纪以来,重力仪的精度由毫伽级提高到微伽级,目前国际上普遍使用民精度较高的重力仪有美国的Lacoste重力仪、大地动力型重力仪和前联邦德国的 GS-15型重力仪,这几种重力仪的精度达到了微伽量级. DZW型重力仪是我国自行研制设计的第一台高精度重力仪,由于该仪器的精…     

黑潮及其延伸区海表温度变化特征与大气环流相关性的初步分析

为了研究黑潮海表温度的时间变化特征, 以预测黑潮海表温度变化趋势, 本文利用哈德莱中心1941-2009年海表温度 资料定义了一个黑潮温度指数KI, 来表征吐噶喇海峡以东黑潮及其延伸区的海温变化. 由小波分析得到, KI具有准3、 7年的年际振荡特征和准20年的年代际变化特征, 此外KI还具有明显的季节锁相特征. KI与太平洋年代际振荡(PDO)及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)有很好的滞后相关性. 通过美国国家环境预报中心/大气研究中心再分析资料合成分析发现KI为正异常时, 赤道东太平洋海温异常变暖(即厄尔尼诺发生), 哈德莱环流加强, 使得西风动量的输 送增强, 造成阿留申低压加深(PDO为暖相), 进而冷却黑潮延伸区的海表温度并使黑潮延伸区向东延伸, 这一"ENSO-PDO-黑潮海温变化"的过程具有滞后性, 从而使得ENSO指数、PDO指数可以作为黑潮温度变化的前兆因子, 对于预测黑潮海温变化及周边气候均具有一定的意义.     

狭义相对论中的重力及"潜水艇佯谬"

在狭义相对论范畴内,如果考虑地球周围较小区域内的动力学问题,可以用均匀质量密度的无限大平面产生的重力场替代地球的史瓦西场,从而得到较为简单的重力表达式.在此基础上可以很方便地解释所谓的"潜水艇佯谬".     

混合粒子群算法ADPSO对月球物理参数反演的改进

常规粒子群算法PSO对低敏感参数较难进行最优估计,本文提出联合自适应惯性权重和变异的混合粒子群算法ADPSO.结果表明：最佳拟合效果不随粒子数和变异概率的增大而加强.就四参数估计而言,粒子数取400个,变异概率小于0.03,可实现最优拟合.采用最佳粒子数和较小的变异概率,利用新近月球重力场模型GL0990d和LRO激光测高数据,对月球南半球部分高地的物理参数进行最优估计.发现研究区域的模型导纳谱很好地拟合了观测值,模型重力异常与观测重力异常的残差较小,符合参数估计的要求,验证了算法的有效性.ADPSO适合于月球物理参数估计,为大规模的反演运算提供了参考.     

关于土地电的几个问题

“土地电”,是群众测报地震的重要手段之一.其基本做法是:在地面两点埋入电极,用导线连接,并且串联一微安表.而电极,大多采用“异性极”——铅板和碳棒.据有关资料介绍,这个装置可以观测“两点间大地的自然电流的变化,用以测报地震.”[1,2]但我们认为,这种异性电极土地电能否测量大地自然电流,颇有可以商榷之处.因此,提出以下看法向同志们请教,以便弄清土地电的工作原理,做好地震测报工作,为工农兵站好岗,放好哨. 一、关于“土地电”所观测的电流 按照物理学中伽伐尼电池的理论,当两种不同的第一类导体(金属、碳或其他金属的化合物等)浸在第…     

重力场致量子效应的首次成功观测

 量子力学指出,陷于任何势阱中的粒子,应处于束缚态并具有分立能级,在较低能级处会出现明显背离经典力学理论的量子化效应。重力作为常见力,很早就有人从理论上研究过它可能对粒子产生的量子化影响,并预言出陷于重力场势阱中的粒子各分立能级的大小。然而,与电磁力、核力相比,重力实在太小,其量子效应难于观测。但最近内斯维泽夫斯基(V.V.Nesvizhevsky)等在《自然》杂志(Na-ture415,297-299[17January2002])上发表报告,宣告首次观测到了重力场所导致的量子效应。     

精细平衡气体动理学格式

流体系统在重力作用下，流体压力可与重力相平衡，达到静力平衡状态.常规的有限差分和有限体积方法无法在离散尺度上保持这种平衡态，常常产生虚假速度等非物理现象.通过将重力源项的体积分改写为网格界面值的加权平均，实现离散条件下压力与重力的精细平衡，得到一种Navier-Stokes （NS）方程的精细平衡气体动理学格式.该格式可以在机器精度上精确地保持等温条件下的静力平衡态以及捕捉平衡态附近的小扰动传播.同时，该格式还能求解自然界中更常见的非等温平衡态.此类平衡态除了要求静力平衡还要求热流平衡.利用提出的格式求解NS方程，可以得到静止（机器精度下的零速度）的非等温平衡态，并且密度和温度分布都具有二阶精度.通过多个算例验证格式的有效性，表明该格式可更好地模拟重力场下的温度、密度的分层流动.     

称量气体重量的微观机制是什么?

称量一个物体重量的机制是什么?可以笼统地说,物体的重量的称得是组成物体的大量微观粒子和称量仪器作用(直接或间接)累加的结果. 以下就称量气体重量这一特例来说明上述结论. 处于重力场中大量的气体分子连续不断地和容器器壁碰撞,这种作用的结果使容器受到一个沿重力场方向的合力F,F作用到称量仪器上,使称得了容器内气体的重量. 假设我们的称量仪器是由弹簧秤和一个具有刚性壁的、任意形状容器组成.测量在真空中进行,以消去浮力的影响.在容器中充满N个质量为m的单原子分子组成的理想气体. 由统计分布律可以得到分子数密度在重力场中的分…     

汶川地震后中国及邻区地震活动趋势——地震能量释放特征的“振荡类比”研究

根据欧亚地震带东段地质构造和地震活动特征,选取中国及邻区地震区域,对1897—2008年发生的824次震级Ｍ_s≥60地震的年度释放能量进行滤波和系统分析.结果显示,地震能量释放特征表现为周期性衰减振荡.通过振荡特征分析和计算,从理论上预测中国及邻区长期和中短期强震活动形势.计算结果表明,所选区域内大陆板块地震活跃时间应持续1537 a,如果从1897年开始,即到2050年结束.这一理论结果与中国两千多年历史地震资料分析结论一致,也为我国的地震活跃期持续150 a左右 关键词： 中国大陆及邻区 年度地震能量 强震活动预测 振荡类比     

重力的新定义:动量流的视觉

当前流行着各种各样重力的定义.这些定义在重力和相关概念(如失重)的教学中会出现混乱.运用动量流的概念,笔者找到了一种新的重力的定义.它可以避免这种混乱.