土木在线论坛 \ 水利工程 \ 水利工程设计 \ 我国动力大地测量学的进展

我国动力大地测量学的进展

发布于:2005-12-29 15:12:29 来自:水利工程/水利工程设计 [复制转发]
动力大地测量学是由大地测量学、地球物理学和天体测量学 交叉派生出来的边缘学科,它的研究内容和目的是:利用近代空间大地测量和地球物理观测新技术,精确测定地球 表面点的几何位置、地球重力场元素、地球自转轴在空间的位置和方向以及上述参数随时间 的变化。并从动力学的观点研究地球动态变化的物理机制,进而为环境变迁和海平面变化的 研究、地震火山等自然灾害的孕育预测、空间飞行器精密定轨和制导,以及地下资源的勘 探等提供服务。这些问题都是近年来国际同行的热门话题。现就我国在动力大地测量学研究 方面的进展情况作一论述。

1 固体潮汐和非潮汐重力

我国最早的固体潮重力观测是1959年由中国科学院测量与地球物理研究所与前苏联地球物理 研究所合作在兰州开展的。后来被迫中断了十几年。

1.1 固体潮汐观测

20世纪70年代末,我国与比利时皇家天文台合作,建立了中国的高精度重力潮汐剖面。从20世纪80年代起,先后用拉柯斯特G型及ET型仪器完成了我国沿海及沿30°纬线的两条重力潮汐剖面,同时在全国范围内建立了固体潮汐形变监测系统。共有56个台综合或分别使用倾斜、 重力、体应变、钻孔应变四种观测仪器。1986年起还与德国、英国等科学家合作,在武昌台进行了重力潮汐对比观测,观测结果表明,原国际布鲁塞尔潮汐基准的振幅值偏大。武昌台有不同类型的13台仪器进行观测,已被国际固体潮研究中心(ICET)作为中国境内 的重力潮汐基准台。

1.2 潮汐位调和展开及固体潮理论模型

20世纪80年代,郗钦文在原有固体潮汐调和展开的基础上,按解析方法做了进一步扩展,选用新的天文历表,发展计算机演绎方法,展开的潮波数达到3 000多项 ,其精度达到6×10-11ms-2。郗钦文的展开系数先后为比、德、法等许多国家使用。

潮汐模拟理论研究方面,国际上近10年中在这方面处于领先地位的主要有:比利时皇家天文台的Dehant、德国地球科学研究中心的汪荣江和中国科学院测地所的李国营以及美 国MIT Mathieuss等几个研究小组。李国营的思路是利用“小参数扰动”展 开的方法解算地球潮汐模型参数,该方法考虑了地球的自转、椭率、滞率、滞弹和侧向非均 匀问题,目前又深入开展研究了地幔介质各向异性的影响,国际地潮模型专题组的同行认为 该方法在解决地幔侧向不均匀性的影响方面有其独特的优点。
1.3 数据处理及方法

徐建桥等提出了以潮汐残差信号做预处理的方案。对消除大地震扰动、尖峰、 仪器的突然掉格和台站的特殊噪音等取得了好的效果。

孙和平等对我国最新引进的ETERNA调和分析软件的计算方法和重要的核心部分 进行消化和吸收,并成功地应用到武昌基准台超导重力仪观测资料的分析处理中。

柳林涛提出了用“频域加权最小二乘法”代替传统的“时域最小二乘法”、用 “连续小波滤波器”代替传统的“离散滤波器”进行重力潮汐调和分析。不仅能够直接应用 于任意采样间隔的原始数据的分析中去,而且可以充分提取周日以下潮波类的信息。

全部回复(5 )

只看楼主 我来说两句
  • wnb
    wnb 沙发
    近年来国内许多学者对全地幔与分层地幔对流作了进一步的研究,叶正仁 、傅容珊等在地幔对流体本身的理论研究及数值模拟或以此为基础用以解释表 面观测(板块运动、水准面异常、大地热流、海底地形等)等方面都取得一定进展。许厚泽 等根据动态大地水准面的理论,利用地震层析资料,对青藏地区的大地水准面 作了正演数值模拟。

    在反演方法上叶正仁等考虑到热力学过程的作用,将温度、密度和流动场统一起来。近 来年小尺度地幔对流模拟的研究也受到人们的重视,例如:熊熊对青藏地区开展了数学模拟工作。傅容珊等导出了均衡异常与小尺度对流的相关方程。

    5.3 具液核地球的近周日自由摆动及其检测

    在地极运动中,除去张德勒摆动(CW)外,人们还检测到近周日自由摆动(NDFW)。我国 利用武汉及其它超导重力仪观测资料推算得出近周日自由摆动的周期为1+1/432 天左右,这一数值与由流体静力平衡测量得到的理论周期有一系统偏差,一种可能 的解释是核的极半径应比流体静力平衡状态减小250~350 m,换言之,核幔边界应更扁一些 。

    5.4 重力变化与地球自由振荡

    近年来我国一些学者如傅承义、方俊、方明 等也开展了对地球自 由振荡的研究,傅承义等在其著作中对研究自由振荡的原理、方法及研究方向等都作了详尽 的论述。方俊通过对地球模型B(布伦)、BH(布哈)和GD1066A的比较,认为内核的密 度应该似乎相应增大才行。

    方明研究了球对称简正模计算方法,并指出在顾及地球固核时应该用四个边值条件来确 定简正模为宜。在反演计算中引入了剥皮方法以消除浅部构造对深部构造反演的干扰,并导出了不带长期项并计及横向不均匀性的理论地震完整解的公式。

    6 国际合作

    我国参加了国际上动力大地测量研究领域的各项合作计划,我国的VLBI、SLR、GPS不但广泛 参加了国际联测和国际合作,而且组织了自己的CDP计划,如1991年启动的叶 叔华院士主持的国家攀登计划项目“现代地壳运动和地球动力学研究”和1996年开始的“亚 太空间地球动力学研究计划”以及1999年启动的国家大型科学工程重大项目“中国地壳运动 观测网络”。
    同时我国的超导重力仪还参加了由SEDI倡导成立的国际地球动力学合作项目GGP(1997~200 3)。并且正在开展如合作观测、理论研究、仪器研制、观测资料对比分析和地 球动力学 应用等方面的双边合作项目,合作的有美、日、德、意等10多个国家。1997年我国还主持了由IUGG、IAG和我国一起组织召开的“东亚和东南亚地壳形变和减灾国际学术讨论会
    2005-12-29 15:15:29

    回复 举报
    赞同0
  • wnb
    wnb 板凳
    另外,20世纪90年代综合利用GPS、水准、重力、导线、天文测量,初步测得世界第一高峰 (珠峰)的水平位移速率15 mm/a,方位角253°,高程上升10 mm/a。

    5 地球内部物质运动及其与地表变化的关系

    地球内部的物质在热应力或重力的作用及其它因素的激发下处于不断的运动之中,一般 这种运动必然以各种形式反映到地球表面,目前大地测量的精度已有可能检测出某些响应。

    5.1 地球的冰后回升运动与粘滞性

    (1)时变负荷的响应问题。汪荣江等根据Premzschau分层模型已 计算出海平面及重力格林函数Gξ、Gg 值,并解出时间域勒夫数hn 、kn及简正模snj。

    (2)探讨地球自转对解的影响。这方面,韩大仲等导出了相应改正 公式并就Laurentide冰区作了估算,结论是,对于海平面变化,自转的影响可达米级,对空 间异常则仅为2×10-5ms-2。

    (3)冰川消融、粘滞性与地壳升降运动。汪汉胜以青藏为例进行了实际 计算,他首先假设地球具球对称、非自转、Maxwell线性 粘弹性和各向同性,它对表面冰盖负荷的均衡动态响应,可由负荷(这里不含海水负荷)和 相应格林函数的卷积获得。计算结果表明,由于顾及了地幔的流变性特征,垂直位移在冰进 期和冰退期随着时间发生非线性变化。计算结果还表明:由于粘弹地球在冰后存在粘滞性松 弛效应,使冰盖围绕其中心产生隆升,周边则伴生沉降,同时分别发生重力减少和增加的现 象。珠穆朗玛峰由于位于冰盖边缘,其冰后隆升速率非常小,在青藏地区即使采用库勒的大 冰盖模型,冰盖中心的最大隆升率也仅为0.4 cm/a和0.3 cm/a。

    关于南极冰盖部分消融对海平面的影响,由汪汉胜根据PREM1(1981)地球模型计算的最新结 果可知。全球海平面上升平均约为23.6 cm,这与IPCC(政府间气候变化委员会)报告中据 温室气体的排放量预测到2050年海平面上升的最佳估算值20~30 cm相吻合。

    5.2 大地水准面与大尺度地幔对流

    李国营将Hager等发展的内部负荷响应理论推广到不可压缩地球的情况并 与可压缩地球的结果进行比较,其结论是两种结果总的变化趋势非常相似,但由于可压缩影 响,核函数的振幅将增大。

    2005-12-29 15:14:29

    回复 举报
    赞同0
加载更多
这个家伙什么也没有留下。。。

水利工程设计

返回版块

28.26 万条内容 · 356 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

求助:重力坝结构设计方面的资料

出门在外,工作又临时需要,身边没有一本合适的重力坝结构设计之类的资料,唯一办法希望哪位大哥支援我点了,小弟将不胜感激。

回帖成功

经验值 +10