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2009 Vol.52 No.6
出版日期: 2009-06-20

空间物理学★大气物理学★重力和大地测量学
地球动力学★地震学★地磁学
目录
应用地球物理
 
 
空间物理学★大气物理学★重力和大地测量学
1419 王慧;马淑英;A. J. Ridley
磁暴期间亚极光区极化流(SAPS)的DMSP观测与RAM模拟的比较研究
亚极光区极化流(Subauroral Polarization Streams, SAPS)为快速流动的西向等离子体流,位于昏侧-子夜前亚极光区,是磁层-电离层-热层耦合的重要过程之一.本文利用密西根大学的RAM (Ring current-Atmosphere Interaction Model)模型对一次典型磁暴期间发生的SAPS事件进行了模拟,并与DMSP卫星观测值进行了比较.结果表明:模拟结果能大致反映观测现象;模拟得到的SAPS峰值速度所在纬度随磁暴时间的变化与观测值有较大差别;SAPS速度观测值在约18∶00 UT和约20∶00 UT左右出现两个峰值,而模拟值只有一个峰值,出现在约18∶00 UT,主要原因是模型对亚暴过程的模拟存在不足.
2009 Vol. 52 (6): 1419-1428 [摘要] ( 1704 )  HTMLNew  PDF (4002 KB)   ( 1248 )
1429 刘俊明;张北辰;刘瑞源;吴振森
不同能谱沉降电子对极区电离层的影响
利用极区电离层自洽模型,考虑沉降电子引起的电离,计算了极区电离层的高度积分电导率和F层电子浓度,模拟了不同能谱分布的沉降电子对极区电离层的影响.研究发现不同能谱分布沉降电子对电离层电导率的影响不大,在能通量一定的情况下,平均能量是影响电导率大小的决定因素.而能谱对F层电子密度影响较大,随着平均能量的增加,能谱对电子浓度的影响越显著.在平均能量大于1 keV(甚至更低)时,修正的麦克斯韦分布谱能明显地增强F层电子浓度.
2009 Vol. 52 (6): 1429-1437 [摘要] ( 1394 )  HTMLNew  PDF (3390 KB)   ( 1237 )
1438 孔庆颜;柳文;凡俊梅;焦培南;冯静;王俊江
利用人工神经网络预测电离层foF2参数
利用人工神经网络技术实现了电离层foF2参数提前1小时预测.从foF2时间序列本身的变化特征出发,根据时间序列相关分析结果确定网络输入参数.选用当前时刻foF2值,预测时刻前一天的foF2值,预测时刻前7天foF2平均值,当前时刻前7天foF2平均值,foF2的一阶差分及表示当前时刻t的变量共六个参数作为神经网络输入,下一时刻值作为神经网络输出.对于太阳活动高年平均预测相对误差小于6%,均方根误差小于0.6 MHz,太阳活动低年平均预测相对误差小于10%,均方根误差小于0.5 MHz
2009 Vol. 52 (6): 1438-1443 [摘要] ( 1431 )  HTMLNew  PDF (1042 KB)   ( 1137 )
1444 陈泽宇;吕达仁
面向大气热力潮汐结构分析的Hough函数计算
作为一种刻画行星尺度大气波动基本结构的函数,Hough函数为开展有关大气潮汐全球结构的分析提供了具有物理基础的手段,它们也被作为一种数值工具应用于大气模式中以提高数值积分的效率.本文介绍了我们以拉普拉斯潮汐方程为基础,在发展求取Hough函数方面取得的进展,包括对有关计算方案和详细步骤的说明.针对39种分别具有三种主要频率,即周日、半日和1/3日,与此同时纬向波数落在[6,6]区间的潮汐成份,通过计算得到了与每一种成份对应的本征值、本征函数(Hough函数)集合.作为计算结果的示例,本文给出了针对迁移性周日潮和迁移性半日潮开展计算取得结果.这些结果说明这些函数具有正确的空间结构,与此同时还说明相关的本征值计算结果都达到了相当准确的水平.所有这些结果显示当前计算结果已经可以满足普通的应用.
2009 Vol. 52 (6): 1444-1450 [摘要] ( 1442 )  HTMLNew  PDF (797 KB)   ( 1329 )
1451 柳士俊;周小刚
考虑雷暴活动的全球近地稳态大气电场的精确数学解
全球大气电模式是指大气和地表构成的闭合回路,其中考虑雷暴为主要充电电源,并将雷暴作为一个垂直电偶极子来考虑.本文从电流连续方程出发,采用球谐函数展开法,边界条件采用下边界为地表大气电势,上边界为电离层底部电势,非齐次电流源函数项采用垂直偶极子假设.通过所做的非线性函数变换,得出了考虑雷暴活动的全球电模式的近地稳态解析解,并证明其能展开为有限多项式级数之和.所得结论与过去的理论分析结果和实验观测是一致的.该文的工作是对以前相关工作仅能得到近似解的一种改进,同时本文所得公式可用于今后对大气电参量进行相关的数值计算及模拟之中.
2009 Vol. 52 (6): 1451-1456 [摘要] ( 1398 )  HTMLNew  PDF (422 KB)   ( 1107 )
1457 宋小刚;李德仁;单新建;廖明生;程亮
基于GPS和MODIS的ENVISAT ASAR数据干涉测量中大气改正方法研究
GPS数据用于改正InSAR中大气延迟误差的方法受GPS站点密度的限制,只利用有限的几个站点所观测到的大气数据来生成干涉图的大气改正图,往往达不到很好的效果.本文研究利用GPS与MODIS数据的联合使用来生成大气改正图,首先用GPS数据对MODIS水汽产品进行分块校准,并且对MODIS水汽数据进行了空间结构函数分析,得到研究区域内水汽场的空间分布规律.然后把这种区域水汽场的空间分布信息结合到Kriging内插法中生成更为合理的水汽图.通过上海地区ENVISAT ASAR数据的实验发现,这种加以改正的GPS和MODIS数据联合改正法不仅可以对长波大气信号有明显的消弱,还能消弱一些短波的大气信号,特别是一些幅度较强的短波信号;经过GPS+MODIS算法改正后,短波信号占优和长波信号占优的两幅差分大气延迟图的整体RMS分别降低了32.74%和38.82%,去除幅度较大.与GPS+ATM(大气传输模型)算法比较,我们发现,在上海地区有限的数据条件下(即研究区域内只有6个GPS点),GPS+MODIS法在大气去除效果或者说大气信号重现能力方面优于GPS+ATM算法.GPS+MODIS算法在捕获短波大气信号方面要比GPS+ATM更有优势,因此也可以改正短波大气误差.
2009 Vol. 52 (6): 1457-1464 [摘要] ( 1607 )  HTMLNew  PDF (1985 KB)   ( 1278 )
1465 郑伟;许厚泽;钟敏;员美娟;周旭华;彭碧波
GRACE星体和SuperSTAR加速度计的质心调整精度对地球重力场精度的影响
本文利用改进的能量守恒法开展了GRACE星体和星载加速度计检验质量的不同质心调整精度影响地球重力场精度的模拟研究论证. 结果表明:第一,在120阶处,当质心调整精度设计为0 m,恢复累计大地水准面精度为17.616 cm;当质心调整精度分别设计为5×10-5 m、1×10-4 m和5×10-4 m时,恢复精度各自降低至18.106 cm、19.033 cm和27.329 cm. 第二,以德国GFZ公布的EIGEN-GRACE02S地球重力场模型的实测累计大地水准面精度为标准,当质心调整精度设计为(5~10)×10-5 m时,其和K波段星间测量系统、GPS接收机、SuperSTAR加速度计、恒星敏感器等GRACE核心载荷的精度指标相匹配,对地球重力场恢复精度的影响较小,因此建议我国将来研制的首颗重力卫星的星体和星载加速度计检验质量的质心调整精度设计为(5~10)×10-5 m较优.
2009 Vol. 52 (6): 1465-1473 [摘要] ( 2758 )  HTMLNew  PDF (1954 KB)   ( 1739 )
1474 周江存;徐建桥;孙和平
中国大陆精密重力潮汐改正模型
利用理论和实验重力固体潮模型,充分考虑全球海潮和中国近海潮汐的负荷效应,建立了中国大陆的精密重力潮汐改正模型.结果表明,采用不同的固体潮模型会对重力潮汐结果产生相对变化幅度小于0.06%的差异;在沿海地区海潮负荷的影响约为整个潮汐的4%,而中部地区约为1%,其中中国近海潮汐模型的影响约占整个海潮负荷的10%,内插或外推潮波的负荷约占海潮负荷的3%.通过比较实测的重力数据表明,本文给出的重力潮汐改正模型的精度远远优于0.5×10-8 m·s-2,说明了本文构建的模型的实用性,可为中国大陆高精度重力测量提供有效参考和精密的改正模型.
2009 Vol. 52 (6): 1474-1482 [摘要] ( 1630 )  HTMLNew  PDF (2239 KB)   ( 1409 )
地球动力学★地震学★地磁学
1483 李延兴;马宗晋;张静华;徐杰;张中伏
渤海盆地的现今扩张运动
关于渤海盆地的扩张,前人已有很多研究成果.但是,对渤海盆地现今扩张的主方向,扩张的速率和笵围迄今还不清楚,本文试图探讨之.根据中国地壳运动观测网络GPS网1998~2004年的观测结果,建立了渤海盆地周围地区相对于欧亚板块的速度场.将该区划分为8个块体,建立了各块体的速度模型,得到该区的水平形变速度场和应变场.分析形变速度场和应变场的空间变化,发现渤海及周围地区呈现明显的NW-SE方向的双向扩张运动,扩张速率为2.5±1.8 mm/a.NW-SE与NE-SW方向扩张范围分别为310 km与 410 km.渤海盆地扩张的范围与华北地壳最薄的区域基本一致,这表明上地壳的扩张变形与上地幔的隆升密切相关,岩石圈减薄和岩浆上涌使上地壳发生拉张变形,使渤海地区发育成一个拉张盆地.
2009 Vol. 52 (6): 1483-1489 [摘要] ( 1424 )  HTMLNew  PDF (2342 KB)   ( 1075 )
1490 崔笃信;王庆良;胡亚轩;王文萍;梁伟锋
青藏高原东北缘岩石圈变形及其机理
为了解青藏高原东北缘岩石圈变形特征,进一步研究该地区地壳运动的壳-幔耦合机理,本文通过处理分析该地区1999~2007年多期GPS观测数据、1972~2000年水准测量数据和1992年及2007年相对重力测量资料,获得了该区域地壳水平运动速度场、较长时间段的垂直形变场和相对重力变化场.分析发现青藏高原东北缘东西部的变化特征存在明显差异:西部以北东向地壳缩短运动为主,而东部以顺时针旋转为主;东部以地壳隆升为主,速率在2.1 mm/a左右,而西部隆升的速率小于1 mm/a;相对重力变化则表现为在整体增大的背景下东部升高速率较大,平均为9.0×10-8 m·s-2·a-1,而西部较小,平均值为3.1×10-8 m·s-2·a-1.我们还发现,地壳不同变形形式的转换不是渐变的,而是发生在较窄的一个转换带内.这个转换带的整体走向为NEE,北部位于金昌与武威之间,中部在祁连山东部、门源以西,南部位于德令哈以东青海湖以西.最后结合前寒武纪构造格架、重力均衡异常资料和地震SKS分裂结果对形成这种运动态势的机理进行了探讨,我们认为岩石圈物质侧向流动、岩石圈结构及壳-幔耦合方式差异可能是导致东部与西部岩石圈变形差异主要动因.
2009 Vol. 52 (6): 1490-1499 [摘要] ( 1800 )  HTMLNew  PDF (4951 KB)   ( 2176 )
1500 周龙泉;刘杰;苏有锦;马宏生;周俊杰
利用S波高频衰减参数对云南地区地壳Q值成像
根据35个数字地震台站记录的云南地区1999 ~2007年6429个近震的波形资料,采用遗传算法对S波位移谱的高频衰减进行拟合,得到19009条衰减算子t*数据.根据这些衰减算子t*数据,反演得到云南地区地壳Q值分布.结果表明,云南地区的地壳Q值分布存在显著的横向不均匀性,即红河断裂北侧地壳Q值整体偏低,而红河断裂南侧地壳Q值整体较高.云南地区1900年以来6级以上强震基本上位于低Q值区域,这可能由于强烈构造活动导致地壳产生大量裂隙,且裂隙中充满流体,从而表现为低Q值;但呈北西向的龙陵—澜沧—耿马—孟连一带的强震却位于高Q值区,这可能与该地区正发育一条新的构造带有关.此外,云南地区的高大地热流点(>80 mW/m2)基本上位于低Q值区域,热流值与衰减值成负对应关系.
2009 Vol. 52 (6): 1500-1507 [摘要] ( 1435 )  HTMLNew  PDF (3499 KB)   ( 1266 )
1508 江国明;赵大鹏;张贵宾
远震层析成像中的地壳校正研究及应用
远震层析成像是研究一个地区上地幔三维速度结构的有力手段.但由于远震射线在地壳内的交叉较差,因此无法准确约束地壳内的三维速度结构.为了消除地壳内横向不均匀性对深部速度成像产生的影响,必须进行地壳校正.本文详细描述了地壳校正的基本原理和步骤,主要包括三维地壳模型的选取、地壳内走时差的计算以及校正后的相对走时差的计算.以勘察加地区为例,通过计算各台站的平均相对走时差和远震层析成像结果分析了地壳校正的实际效果,同时验证了该方法的实用性.
2009 Vol. 52 (6): 1508-1514 [摘要] ( 1562 )  HTMLNew  PDF (2175 KB)   ( 1553 )
1515 王伟君;刘澜波;陈棋福;张杰
应用微动H/V谱比法和台阵技术探测场地响应和浅层速度结构
为了快速而且廉价地获取北京市详细的场地响应和浅层速度结构,应用于地震动模拟和地震灾害预防,我们开展了微动观测技术和处理方法研究.本文利用2007年夏季北京五棵松地区进行的几个微动观测实验数据,使用单台H/V谱比法分析场地的卓越频率及其对应的放大系数,并对比了不同地震仪和观测时间对H/V曲线的影响;应用高分辨率F-K频谱分析方法从微动台阵数据中得到Rayleigh波的频散曲线并使用邻域算法反演出浅层速度结构.H/V结果表明该地区卓越频率在2.1~2.2 Hz之间,对应的放大系数下限约为3;利用微动H/V方法得到的场地卓越频率具有较高的稳定性.微动台阵反演结果给出了比较合理的波阻抗界面深度和层平均速度结构,认为地下80多米处的波阻抗界面是决定场地卓越频率和其场地放大系数的主要界面.本研究表明微动技术应用于评估城市地震场地响应和浅层速度结构是可行且易于实施的.
2009 Vol. 52 (6): 1515-1525 [摘要] ( 1710 )  HTMLNew  PDF (4782 KB)   ( 2562 )
1526 王磊;杨顶辉;邓小英
非均匀介质中地震波应力场的WNAD方法及其数值模拟
通过对近似解析离散化(NAD)方法的分析,给出了一种求解声波和弹性波方程的带权重的近似解析离散化(WNAD)方法,并用WNAD方法、Lax-Wendroff 修正格式(LWC)和二阶中心差分方法计算了二维波动方程初值问题的应力场数值误差.结果表明WNAD方法具有更高的数值精度.用WNAD方法、LWC和四阶交错网格法对二维非均匀介质中弹性波传播的应力场进行了数值模拟.应力场快照和地表地震记录表明,即使是在粗网格条件下WNAD方法的模拟结果仍无可见的数值频散和源噪声.另一方面,由于WNAD方法同时计算了地震位移和梯度场,使得应力的计算更为便捷和精确,而且WNAD方法中波位移梯度局部连接关系的使用使得应力在间断处能够自动近似地满足应力连续性.
2009 Vol. 52 (6): 1526-1535 [摘要] ( 1558 )  HTMLNew  PDF (2172 KB)   ( 1314 )
1536 祝贺君;张伟;;陈晓非
二维各向异性介质中地震波场的高阶同位网格有限差分模拟
本文将DRP/opt MacCormack有限差分格式用于模拟二维各向异性介质中的地震波传播.DRP/opt MacCormack是一种同位网格下的差分格式,避免了传统的交错网格在计算各向异性问题时由于变量插值而导致的误差.而且相对于低阶同位网格差分格式,它具有低色散、低耗散的优点.此格式将中心差分算子分成前向和后向两个空间单边差分,然后在4-6步Runge-Kutta时间积分中使用单边差分组合.在具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)模型下,通过对比DRP/opt MacCormack有限差分和谱元方法的模拟结果,验证了前者具有很高的精度和稳定性.由于实际地质条件下TI介质的对称轴通常是倾斜的(TTI),本文在二维三分量框架下模拟TTI介质中的地震波场.结果显示横波分裂和切平面/反平面运动耦合的特征.数值实验表明DRP/opt MacCormack是一种有效的研究各向异性介质中地震波传播规律的差分格式.
2009 Vol. 52 (6): 1536-1546 [摘要] ( 1808 )  HTMLNew  PDF (3272 KB)   ( 2086 )
1547 张郁山;
圆弧状多层沉积谷地在平面SV波入射下的动力响应
利用波函数的Fourier-Bessel级数展开法,推导出了含任意多个圆弧状沉积层的谷地在平面SV波入射下稳态动力响应的解析解,并分析了该级数形式的解析解随着截断项数的收敛问题.其结果表明,该级数解能够在一个非常宽的频带范围内收敛;通过在简化条件下与现有其他解析解的比较,验证了该解析解的正确性;并利用该解析解,以稳态地面运动的位移幅值和相位差为基本参数,在一个较宽的频带范围内讨论了谷地中沉积介质的成层性对地面运动的影响,其结果表明对于多层谷地而言,当入射波频率较高时,散射波之间的干涉显著并且出现了能量聚焦现象.
2009 Vol. 52 (6): 1547-1555 [摘要] ( 1326 )  HTMLNew  PDF (2690 KB)   ( 990 )
1556 韩鹏;黄清华;修济刚
地磁日变与地震活动关系的主成分分析——以日本岩手县北部6.1级地震为例
本文提出了将主成分分析方法和地磁日变分析方法相结合以从较强干扰背景中提取相对较弱地震地磁信息的一种新思路.具体以1998年日本岩手县北部6.1级地震为例,选用三个地磁观测台资料进行研究.利用调和分析方法得到了各台基于多次谐波拟合的地磁日变曲线,在此基础上对各台的地磁日变形态进行了研究,发现距震中最近地磁台的日变形态在地震前大约两周出现了明显的异常,而其他两个距离震中相对较远的观测台日变形态基本正常.最后,将主成分分析方法应用于上述拟合地磁日变结果,得到了各主成分及其所占能量比的时间变化,结果表明在地震前两周左右第二主成分所占能量比显著增加,而且距离震中最近的台站的上述变化明显高于另两个较远的台站.上述结果表明地震前两周左右检测到的地磁日变异常可能与震中附近地下电阻率的变化或孕震过程中产生的电磁信号存在一定关系,相关研究结果有助于加深对地震电磁现象的认识和理解.
2009 Vol. 52 (6): 1556-1563 [摘要] ( 1536 )  HTMLNew  PDF (2020 KB)   ( 1431 )
目录
0
2009年6月 第52卷 第6期 目次
2009 Vol. 52 (6): 0-0 [摘要] ( 983 )  HTMLNew  PDF (580 KB)   ( 1000 )
应用地球物理
1564 陈小斌;赵国泽
自动构建大地电磁二维反演的测点中心网格
在大地电磁二维反演中,如果网格不均匀或者测点在网格中的位置不恰当,则将出现测点偏离现象,影响反演的精度.此外,由于正演精度和稳定性的需要,反演中网格间距不能差别太大,需要具有一定的光滑性.本文提出了几种自动构建测点中心网格的方法来消除测点偏离现象,并以正则化约束条件来保证网格的光滑程度.本文还提出了一套网格质量检验指标.算例对比研究表明,对于不同的测点集,最佳网格构建的方法可能不相同,但其中“最平模型约束动态配点法”、“最光模型约束动态配点法”拥有最强的适应能力,它们在各种情况下所构建的网格一般同时具备较光滑的网格间距变化和较小的测点偏离程度.此外,采用高质量(光滑性好、测点偏离程度低)网格在一定程度上不仅可提高反演结果的可靠性,还能提高反演的计算效率.本文的方法为获得高质量的大地电磁二维反演网格提供了简单有效的途径.
2009 Vol. 52 (6): 1564-1572 [摘要] ( 1539 )  HTMLNew  PDF (2041 KB)   ( 2002 )
1573 王若;底青云;王妙月;王光杰
用积分方程法研究源与勘探区之间的三维体对CSAMT观测曲线的影响
在可控源音频大地电磁法野外作业中,源和勘探区间的距离可达几公里,为了了解源和勘探区间的异常体对勘探区内异常响应的影响,我们用三维压缩积分方程法做了数值模拟研究.首先对勘探区目标体进行了数值模拟,发现在高频时,观测到的异常中心位于目标体的正上方,随着频率降低,出现异常中心向远离源的方向略有移动的现象,所以对三维异常体最好用3D软件来解释.然后,对源和勘探区间存在三维异常体的情况进行了数值模拟与分析讨论.模拟结果表明只有当三维异常体达到较大的规模时,才会对目标体上方的观测曲线造成影响,否则其电阻率的变化及埋深的变化对观测曲线的影响较小,可以忽略.当异常体在源方向有延伸时,观测曲线受到的干扰最大,沿垂直源布设的方向延伸时引起的干扰中等,垂直地面向下延伸引起的干扰最小.
2009 Vol. 52 (6): 1573-1582 [摘要] ( 1491 )  HTMLNew  PDF (4783 KB)   ( 1870 )
1583 闫述;石显新;陈明生
瞬变电磁法的探测深度问题
用解析分析、时域有限差分、时-频分析的方法,以地面中心回线装置和阶跃脉冲激励源为例,分析讨论了瞬变电磁测深法的勘探深度问题,以便为野外勘探工作设计提供依据,达到预期的探测目的.解析计算证实了瞬变场在地下以有限速度传播,数值模拟表示出了准静态条件下瞬变场的反射.研究结果表明,由于时间域电磁场遵循因果律,瞬变电磁法的探测深度主要由观测时间决定. 瞬变电磁场的初始传播速度与大地电阻率无关,继后在大地色散作用下,阶跃脉冲前沿逐渐变得平缓,各频率分量的传播速度与电阻率有关,在低阻地层中探测同样的深度需要较长的观测时间. 最大探测深度是在给定时间内电磁波往返地下某一深度的单程距离,最小探测深度受仪器性能的限制,但是埋藏较浅的异常体也有可能在晚时段被观测到.从时-频密度谱中可得到瞬变电磁场信号时间与频率的关系.
2009 Vol. 52 (6): 1583-1591 [摘要] ( 2000 )  HTMLNew  PDF (2372 KB)   ( 2952 )
1592 徐世浙;余海龙;李海侠;田钢;杨金玉
基于位场分离与延拓的视密度反演
由于目前计算机内存和速度的限制,在对大面积重力资料进行三维密度反演时,已有的反演方法很难奏效.文中提出了一种基于位场分离与延拓的视密度快速反演方法:首先应用场分离的切割法对平面上的重力场进行不同深度层源的切割分离;然后运用大深度向下延拓方法将各层的场延拓至相应的深度;最后反演出各深度层的密度.反演得到的密度是各深度层密度的近似分布,称为视密度反演.本反演方法克服了传统已有方法计算时间特别长、解稳定性差的缺点,在主频1.99 GHz的微机上,反演128×128×10个密度值的计算时间小于20 s,理论模型和实际资料的应用表明反演具有较好的效果.
2009 Vol. 52 (6): 1592-1598 [摘要] ( 1585 )  HTMLNew  PDF (3784 KB)   ( 19901 )
1599 刘东甲;洪天求;贾志海;李建设;陆三明;孙晓峰;徐世浙
位场向下延拓的波数域迭代法及其收敛性
提出了位场向下延拓的波数域迭代法. 对水平面上的位场观测值进行Fourier变换,得到其波谱. 根据第一类Fredholm积分方程的空间域迭代解法,推导出计算向下延拓水平面上位场波谱的波数域迭代公式. 在波数域中进行迭代,一直进行到相继两次迭代近似解的差值最大绝对值小于给定的精度,或迭代达到给定的最大迭代次数. 对这种迭代近似解进行Fourier逆变换,得到向下延拓的位场. 数值计算结果表明:与空间域迭代法比较,这种波数域迭代法简单、快速,并有同样好的向下延拓效果. 本文还证明了这种迭代法是收敛的,并给出了它的收敛特性和滤波特性.
2009 Vol. 52 (6): 1599-1605 [摘要] ( 1683 )  HTMLNew  PDF (1843 KB)   ( 1697 )
1606 张辉;王成祥;张剑锋
基于单程波方程的角度域照明分析
试图运用波场动力学途径,旨在增强观测系统分析评估,本文提出基于单程波方程的角度域照明分析方法.本文方法不仅可用于观测系统设计,对叠前成像资料的考量、叠前振幅补偿和AVA(Amplitude Versus Angle,振幅随角度变化)反演也必具重要的意义.文中通过目的层邻域单个绕射点的正、反传波场分析,给出地下目标的水平和倾斜界面随角度变化的成像照明强度.单程波方法可用于模拟地震波在复杂速度构造下的传播,并得到较准确的幅值和多次到达的波场,用以对绕射点正、反传分析时可在照明分析中简明地利用幅值信息和多次到达的波场.本文方法可显现复杂盖层下目标的照明情况.本文中也对照明能量随传播距离的几何扩散进行补偿,突显了角度域的照明均匀度和范围,从而使得所分析的结果可直接应用于AVA的分析及补偿.针对照明分析的特点,文中建议可用一种快速的单程波波场延拓策略——频率速度相关变步长波场深度延拓.数值实验结果表明了本文方法是可行且有效的.
2009 Vol. 52 (6): 1606-1614 [摘要] ( 1480 )  HTMLNew  PDF (1769 KB)   ( 1381 )
1615 王彦飞;杨长春;段秋梁
地震偏移反演成像的迭代正则化方法研究
利用伴随算子L*,直接的偏移方法通常导致一个低分辨率或模糊的地震成像.线性化偏移反演方法需求解一个最小二乘问题.但直接的最小二乘方法的数值不稳定,为目视解译带来困难.本文建立约束正则化数学模型,研究了地震偏移反演成像问题的迭代正则化求解方法.首先对最小二乘问题施加正则化约束,接着利用梯度迭代法求解反演成像问题,特别是提出了共轭梯度方法的混合实现技巧.为了表征该方法的可实际利用性,分别对一维,二维和三维地震模型进行了数值模拟.结果表明该正则偏移反演成像方法是有效的,对于实际的地震成像问题有着良好的应用前景.
2009 Vol. 52 (6): 1615-1624 [摘要] ( 1643 )  HTMLNew  PDF (3144 KB)   ( 1327 )
1625 张罗磊;于鹏;王家林;吴健生
光滑模型与尖锐边界结合的MT二维反演方法
如何得到快速稳定的反演结果和更清晰的地质体分界面等问题仍然是当前MT反演研究的一个重点.为了解决反演结果不能得到清晰的电性分界面的问题,本文在前人研究的基础上,基于OCCAM反演以及突出尖锐边界反演的思想,结合最小支撑梯度泛函,构建了新的反演目标函数,并利用共轭梯度法优化目标函数,实现了一种光滑模型与尖锐边界结合的MT二维反演方法.模型实验证明了该方法的准确性,通过与已发表的相关反演方法的结果进行比较,证明了该方法在光滑稳定的基础上可突出对尖锐电性边界的刻画.对广东徐闻地区的实测MT资料进行了处理,表明了该方法的适用性和效果.
2009 Vol. 52 (6): 1625-1632 [摘要] ( 1642 )  HTMLNew  PDF (1678 KB)   ( 1463 )
1633 李翔;胡天跃
逆散射级数法去除自由表面多次波
压制多次波是地震资料处理过程中的重要环节之一,多次波去除的效果直接影响到最后成像的质量.本文研究的逆散射级数法以波动方程和Born级数为基础,构造一个与自由表面多次波相关的子序列来预测并消除多次波,该方法不需要知道地下的速度结构信息,适用于各种复杂的地下情况.在逆散射级数法的实现过程中,地震子波和近道波场是必不可少的信息,本文采用能量最低法则和带限抛物Radon变换法来弥补原始地震资料中所缺失的这些信息.合成资料和实际地震资料的处理结果表明,逆散射级数法能够在去除自由表面多次波的同时保留有效波的信息,对于地下复杂结构的情况同样有效.
2009 Vol. 52 (6): 1633-1640 [摘要] ( 1510 )  HTMLNew  PDF (9259 KB)   ( 1976 )
1641 吴能友;杨胜雄;王宏斌;梁金强;龚跃华;卢振权;邬黛黛;管红香;
南海北部陆坡神狐海域天然气水合物成藏的流体运移体系 Hot!
通过新近纪断裂体系和底辟构造特征综合分析认为,底辟构造、高角度的断裂和垂向裂隙系统构成了南海北部神狐海域天然气水合物成藏的主要流体运移体系.神狐海域断层发育,可分为晚中新世活动的NW(NNW)向断层和上新世以来活动的NE(NNE)断层两组.NE向断层活动强度小,规模大,从下至上切穿上新世以来沉积层,组成高角度断裂和垂向裂隙系统.底辟构造在地震剖面上呈直立的、上小下大的烟囱状通道,局部横向扩张呈囊状、花状,形成大型的反射模糊带.底辟构造的发育在上覆沉积层产生了树枝状、似花状组合形态的高角度断裂和垂向裂隙系统,构成了良好的流体运移通道和疏导体系.当富含甲烷气体的流体通过底辟构造、断裂及裂隙系统垂向或侧向运移时,在合适的温压条件下形成天然气水合物.
2009 Vol. 52 (6): 1641-1650 [摘要] ( 1733 )  HTMLNew  PDF (3465 KB)   ( 10230 )
1651 姜弢;林君;陈祖斌;
延时参数对地震信号信噪比的改善
当测区噪声很强,采用组合震源工作仍然不能得到高质量地震数据,为进一步提高地震信号的信噪比,引入能形成定向地震波的相控震源.相控震源产生的地震波方向可由延时参数控制,因此延时参数是影响相控地震效果的重要参数.理论分析表明,定向地震波技术可提高反射波信号信噪比,以含3个激震器的相控震源为例,信噪比可提高6.53~9.54 dB.针对延时参数分别为0,0.802,0.384,0.241,0.174,0.123 ms的情况,完成了野外地震实验.根据原始地震记录,得到了反射波信号功率谱,在此基础上定量地计算了不同延时参数下目标层反射信号的信噪比.结果表明,与单震源情况相比,在6种延时参数下,反射波信噪比分别提高了3.3150,8.0150,6.0547,5.0278,4.5383,4.0364 dB;与组合震源情况相比,信噪比分别提高了0,4.7000,2.7397,1.7128,1.2233,0.7214 dB.综合理论分析及野外实验结果,我们可以得到这样的结论:定向地震波技术能够提高反射波信号信噪比,延时参数变化对信噪比有很大影响,采用合理的延时参数能得到更高的信噪比.
2009 Vol. 52 (6): 1651-1656 [摘要] ( 1539 )  HTMLNew  PDF (3106 KB)   ( 2112 )
1657 张锐;王瑞和;于世花;邱正松;徐守余
基于地质统计理论的储集层潜在伤害钻前预测方法
储集层潜在伤害预测研究是各项作业方案设计的依据.应用地质统计的区域化变量理论和其估计、模拟处理方法,针对钻前情况,在储集层潜在伤害空间特性分析的基础上,建立了储集层潜在伤害钻前预测方法,并以胜利某油田区块Es2地层水敏伤害结果为例进行了钻前预测.结果表明,该方法在钻前情况下给出了该区块的水敏指数分布,且预测分布结果与该区块实际水敏指数分布情况相符,提出的储集层潜在伤害钻前预测方法切实可行.
2009 Vol. 52 (6): 1657-1662 [摘要] ( 1212 )  HTMLNew  PDF (1364 KB)   ( 893 )
1663 陈浩;王秀明;赵立新;
交叉偶极子声测井多频率反演地层三阶弹性常数和地应力研究
基于声弹性理论,本文详细论述了利用交叉偶极子多频率相速度反演地层三阶弹性常数和地应力的理论及信噪比对反演结果的影响.定性和定量分析表明在速度应力方程中,不含三阶弹性常数项与含三阶弹性常数项相比对速度的影响可以忽略,由此只利用一次测井资料同时反演地应力和三阶弹性常数是一个严重病态的问题或一个不确定性问题.针对不同的反演模型,详细考察了信噪比对各自简化模型和精确模型反演结果的影响.数值模拟结果表明,利用一次测井采用精确模型反演全部四个参数方法受信噪比影响严重.而利用不同流体压力下的测井资料进行反演时可以采用简化模型取代精确模型以便简化计算和提高反演速度,因为简化模型和精确模型有着几乎相同的精度;同时,分步反演的方法可以较好地反演出原位地应力及三阶弹性常数.
2009 Vol. 52 (6): 1663-1674 [摘要] ( 1435 )  HTMLNew  PDF (4589 KB)   ( 1768 )
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