期刊,地球物理学报 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

地球物理学报

主　　编：刘光鼎

出版周期：月刊

国际刊号：0001-5733

电子邮箱：actageop@mail.igcas.ac.cn

电　　话：010-82998105

邮政编码：100029

地　　址：北京市9825信箱

地球物理学报/Journal Chinese Journal of GeophysicsCSCD北大核心CSTPCDEISCI

查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道地球物理学领域的研究成果，刊登论文、研究简报及综述等。内容涉及地震及地球内部物理学和化学、地磁及空间物理、重力及大地测量学、大地构造物理学、地球动力学、勘探地球物理、海洋及大气物理等方面。读者对象为地球物理及其相关学科的科学技术工作者和大专院校师生。

正式出版

收录年代

近日太阳风中磁场回弯结构的MHD模拟

刘若炎刘勇周昱成黄朝晖...

419-428页

查看更多>>摘要：帕克太阳探针(Parker Solar Probe,PSP)在太阳附近发现大量磁力线回弯结构,通常还伴随有太阳风速度增加.这些磁力线回弯的产生机制到目前为止有多种解释,其中有代表性的一种是由慢太阳风中的喷流引起的.我们首先对PSP的就地观测数据进行了统计分析并给出了发生率和空间尺度随径向距离的演化情况,然后使用简化的1.5维磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)模型对喷流在太阳风中的演化进行了模拟,其中太阳风被简化为位于黄道面的球对称流.模拟结果表明喷流的确可以导致太阳附近磁力线发生偏转,验证了喷流可以对磁场方向改变有贡献的图景.不过喷流形成的原因还需要进一步研究.

关键词：

太阳风磁场回弯磁流体动力学

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万方数据
维普

中纬度中间层顶钠原子密度高度分布的长期变化趋势研究(2010-2021)

陈峰磊荀宇畅王泽龙杜丽芳...

429-438页

查看更多>>摘要：中间层顶/低热层区域(the Mesosphere/Lower Thermosphere,简称MLT)的高度为70～110 km,为了研究这一区域对太阳活动的响应,本文以钠原子为示踪物,对北京延庆(116.0°E,40.5°N)钠共振荧光激光雷达2010年1月-2021年8月近一个太阳活动周期的数据进行了分析,发现钠原子柱密度的长期变化显著,与太阳黑子数的变化呈现出正相关趋势.延庆钠层质心高度的线性趋势在这期间总共上升了 311.4±706.6 m,长期变化趋势并不显著.自2018年开始,半高全宽对应的高度范围出现了明显的增加,但是上边沿升高的幅度不大,目前受到广泛关注的热层金属层的观测与研究更依赖于激光雷达探测灵敏度的提升.

关键词：

激光雷达钠层太阳活动钠层的质心高度钠层上边界

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万方数据

基于注意力机制LSTM的电离层TEC预测

刘海军雷东兴袁静乐会军...

439-451页

查看更多>>摘要：电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的监测与预报是空间环境研究的重要内容,对卫星通讯和导航定位等有重要意义.TEC值影响因素较多,很难确定精确物理模型来对其进行预测.本文设计了基于注意力机制的LSTM模型(Att-LSTM),采用过去24小时TEC观测数据对未来TEC进行预测.选择北半球东经100°上,每2.5°纬度选择一个位置,共计36个位置来验证本文提出模型的性能,并与主流的深度学习模型如DNN、RNN、LSTM进行对比实验.取得了如下成果:(1)在选定的36个地区未来2小时单点预测上,基于本文的Att-LSTM模型的TEC预测性能明显优于其他对比模型;(2)讨论了纬度对Att-LSTM预测未来2小时TEC值时性能的影响,发现在北纬0°到60°之间,Att-LSTM预测性能随着纬度的升高而略有降低,在北纬62.5°～87.5°之间,模型预测性能出现扰动,预测效果略差;(3)讨论了磁暴期和磁静期模型的预测性能,发现无论是磁暴期还是磁静期,本文模型预测性能均较好;(4)还讨论了对未来多时点预测效果,实验结果表明,本文所提出的模型对未来2、4个小时的预测拟合度R-Square均超过0.95,预测结果比较可靠,对未来6、8、10个小时预测拟合度最高为0.7934,预测拟合度R-Square下降迅速,预测结果不可靠.

关键词：

注意力机制长短期记忆神经网络电离层总电子含量

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2015年3月特大磁暴期间中国区域电离层TEC NeuralProphet预报模型研究

马彬黄玲吴晗楼益栋...

452-460页

查看更多>>摘要：延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层TEC建模和预报精度对改善卫星导航定位精度至关重要.本文构建了以太阳辐射通量指数F10.7、地磁活动指数Dst、地理坐标和中国科学院(Chinese Academy of Sciences,CAS)GIM数据为输入参数的NeuralProphet神经网络模型(NP模型),实现在2015年3月特大磁暴期中国区域电离层TEC短期预报.为验证NP模型的预报精度,本文同时构建了长短期记忆神经网络(Long Short-term Memory Neural Network,LSTM)模型进行对比分析.结果统计分析表明,NP模型在磁暴期(2015年DOY076-078)TEC预报值RMSE和RD分别为0.83 TECU和3.13％,绝对和相对精度较LSTM模型分别提高1.49 TECU和10.25％;且NP模型RMSE优于1.5 TECU的比例达97.24％,远高于LSTM模型.NP模型预报值与CAS具有较好一致性和无偏性,偏差均值仅为-0.01 TECU,而LSTM模型预报值的均值偏大,偏差均值为1.49 TECU.从低纬到中纬度的三个纬度带内,NP模型RMSE分别为1.12、0.83和0.44 TECU,精度比LSTM模型提高1.94、1.56和1.23 TECU.整体上,在磁暴期NP模型预报性能明显优于LSTM模型,能够精细描述中国区域电离层TEC时空变化.

关键词：

电离层TECNeuralProphet神经网络LSTM神经网络短期预报磁暴期

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阿拉斯加2021年8.2级地震同震电离层扰动特征及对比分析

罗亦泳吴大卫张立亭

461-476页

查看更多>>摘要：为分析2021年7月29日阿拉斯加8.2级地震引起的电离层响应,利用地震附近的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)观测数据估算电离层总电子含量(Ionospheric Total Electron Content,TEC)及同震电离层扰动(Coseismic Ionospheric Disturbances,CIDs).从多角度对CIDs的时空分布特征进行分析,并与阿拉斯加2018年7.9级走滑型地震以及2020年7.8级逆断层地震引起的CIDs对比.在地震西南方向探测到两类CIDs,最大扰动振幅约0.8 TECU(1 TECU=1016 el/m2),并且在西南方向距离震中约1094 km的测高站EA653探测到CIDs.在震中西北、东北和北方向探测到传播速度相近的CIDs.根据CIDs的速度和频率大小将CIDs分为两类,第一类CIDs的传播速度为1.87 km·s-1,频率约为3.8 mHz,可能由地震声波引起,扰动量级最大;第二类CIDs的传播速度为0.85～1.09 km·s-1,中心频率约在3.0 mHz或者5.7 mHz附近,为地震声波引起的另一类电离层扰动.逆断层地震引起的CIDs比走滑型地震更加显著,表明地震引起的垂直地表运动在CIDs的形成中起主要作用.三次地震在西南方向均引起显著的CIDs,与地震破裂方向较为一致,该地区大地震引起的CIDs可能具有较为明显的方向性,具体形成机制有待于进一步研究.

关键词：

同震电离层扰动电离层总电子含量全球导航卫星系统阿拉斯加地震

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CMIP6模式模拟的人类活动和自然强迫对全球地表气温多尺度变化的影响

徐川赵天保张京朋陶丽...

477-491页

查看更多>>摘要：量化人类活动在气候变化中的定量贡献是气候变化检测归因研究的核心科学问题,也是提高气候变化预测和预估水平的重要科学基础.本文基于最新的第6次国际耦合模式比较计划(CMIP6)多模式历史归因模拟试验(DAMIP),检测了人为因素(ANT)和自然因素(NAT)对近百年(1915-2014年)全球地表气温多尺度变化的影响,归因了温室气体(GHG)、气溶胶(AA)、土地利用(LU)等不同人为因素对全球地表气温长期变化的相对贡献及南北半球差异.结果显示,近百年来人为因素引起的全球陆地实际增温约为1.1 ℃(0.8 ℃～1.3 ℃),对南北半球的贡献则分别约为0.7 ℃和1.2 ℃;全球大多数区域人为排放GHG和AA的显著作用在1960-1980年期间就能够被检测到,其中北半球AA的冷却作用要超前于GHG的增温效应;气候系统内部自然变率是调制大多数区域气温年代际(10～30年)及多年代际变率(30～60年)的主导因子,而人为和自然外强迫在全球地表气温年代际变率中的方差贡献约为5％～20％,但二者在北半球尤其在东亚和欧洲中高纬度地区地表气温多年代际变率中的方差贡献可达50％.人为因素强迫可使近50年(1965-2014)极端高温事件的发生风险概率增加3倍,其中北半球发生风险要高于南半球.

关键词：

CMIP6模式多尺度气温变化人类活动检测归因

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一种有效的适合F-J方法从背景噪声资料中提取多阶频散曲线的台阵划分方法

袁艺陈晓非

492-502页

查看更多>>摘要：近年发展起来的从地震背景噪声提取多阶频散曲线的F-J方法是一种台阵分析方法,对某一特定的研究区域内台阵的划分方式直接影响成像的效果.当研究区域地下结构较简单,且台站间距比较均匀时,可以使用简单的平移式移动阵列法;然而若研究区域地下结构复杂多变,尤其是台站间距疏密不均时,就需要根据具体的地域特征灵活划分台阵.本文介绍了一种适用于地下结构复杂及台站间距不均匀区域的台阵划分方法,具有一定的普适性.我们将其应用于美国阿拉斯加及加拿大西北部,验证了相比于简单的沿经纬度移动阵列,我们的分区方法确实大大提高了结果的分辨率,为后续反演研究区域三维速度结构提供了坚实的保障.

关键词：

F-J变换台阵划分方法多阶面波阿拉斯加

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华北克拉通地区基于程函方程的面波层析成像

包晶晶王未来蔡光耀刘慧杰...

503-519页

查看更多>>摘要：利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15～150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围内,燕山地区表现为高速特征,华北克拉通中部大同盆地及其以南地区、太行山等区域的低速体与华北盆地的低速体相连,呈现大面积的低速异常,低速体的速度值比青藏高原东北缘的速度值更低;S波速度显示鄂尔多斯岩石圈厚度较厚,克拉通中部和华北盆地岩石圈厚度相差不大,燕山地区岩石圈厚度要厚于华北盆地.本文认为华北克拉通岩石圈破坏存在分区性,克拉通中部和燕山地区均存在一定的克拉通破坏,但破坏程度不同,鄂尔多斯地块北部存在局部克拉通改造,但克拉通稳定性特征依然存在;破坏的主要动力学来源更可能是太平洋板块的西向俯冲.研究发现克拉通中部和东部的强震分布区与克拉通破坏区域重合,大部分强震发生在岩石圈强度边界上,分析认为岩石圈强度的差异是岩石圈强度边界上显示出较高的强震活动性的原因.

关键词：

华北克拉通程函方程面波成像瑞利波相速度强震活动性

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青藏高原东北缘岩石圈有效弹性厚度与地震分布关系

苏子旺鲁宝亮李柏森朱武...

520-533页

查看更多>>摘要：岩石圈有效弹性厚度(Te)表征岩石圈综合力学强度,对理解区域深部构造孕震环境具有重要意义.青藏高原东北缘地质构造复杂,强烈地震活动频发.为进一步了解该区域深部岩石圈力学性质特征及其与地震活动的关系,本文利用基于Fan小波的谱方法,使用WGM2012重力异常数据、ETOPO1地形数据和CRUST1.0模型,通过导纳和相关联合反演计算了青藏高原东北缘的岩石圈有效弹性厚度(Te)与荷载比(F).结果显示研究区Te整体呈明显的东高西低分布,青藏块体Te变化剧烈,西部高值(＞40 km)和东部低值(＜20 km)共存;鄂尔多斯地块Te较高(＞30 km),变化相对平缓;荷载比F存在局部西南高,巴颜喀拉和羌塘地块荷载比F较高(＞0.5),说明以地下荷载为主,其他地块荷载比F较低(＜0.2),以地表荷载为主.鄂尔多斯地块结构稳定,岩石圈强度较大,Te值较高;内部构造活动性微弱,深部物质密度横向变化较小,岩石圈所受荷载以地表为主,荷载比F较低.柴达木地块东部与巴颜喀拉地块东部可能发生有下地壳流,岩石圈较为软弱,Te值较低;巴颜喀拉地块内部与鲜水河断裂的荷载比F较高,岩石圈所受荷载以地下为主,可能是地壳物质向东流动导致岩石圈深部物质密度横向变化较大引起的.通过对比分析研究区Te和Te梯度、F和F梯度与地震之间的对应关系,发现地震一般发生在区域相对低Te值、Te梯度值和荷载比F梯度值较大的区域,震级较小的地震多发生在荷载比F较小的地区,6级以上强震则较多发生在荷载比F约为0.1和0.8的区域.因此,岩石圈有效弹性厚度Te值较低、Te梯度和荷载比F梯度较大的地区,更易出现地震.

关键词：

有效弹性厚度荷载比重力异常地震分布

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GP断层破裂模型在青海门源Ms6.9地震强地面运动模拟的适用性研究

罗超曹晓雨高阳徐飞...

534-547页

查看更多>>摘要：2022年1月8日青海省门源县发生Ms6.9地震,震中附近遭受了强烈地震破坏.为验证Graves和Pitarka开发的GP断层破裂模型在震前对中国地区地震动场的预测与评估能力,本文基于GP法,考虑不同上升时间系数(rc)的影响,对门源地震进行了确定性地震动模拟.将模拟结果在地震动衰减规律、波形与幅值和烈度分布三个方面分别与青藏地区的地震动峰值预测方程、强震观测记录和根据强震记录自动产出的烈度图进行了对比.结果表明,当rc为9.0时,模拟记录与实测记录和地震动峰值预测方程基本一致.本文较好的重现了门源地震的强震动场,在合理选取rc的情况下,GP法可以应用于中国地区震前强地震动场的预测和估计.

关键词：

门源Ms6.9地震GP断层破裂模型强地面运动上升时间系数宽频带地震动模拟

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