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地球液核动力学效应的研究和检测

专 业: 固体地球物理学
关键词: 全球地球动力学计划 超导重力仪 液核动力学效应
分类号: P312  P223.6
形 态: 共 125 页 约 81,875 个字 约 3.916 M内容
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内容摘要


综合分析、处理了包括武汉台超导重力仪在内的全球地球动力学计划GGP观测网中多台超导重力仪长期连续观测资料及相应的台站气压观测资料,围绕地球液核动力学效应的研究与检测,着重介绍了全球超导重力仪观测资料在该领域研究的重要作用,开展了观测资料预处理、固体地球形变特征、地球近周日自由摆动、液核长周期自由振荡和固体内核平动振荡等方面的研究工作,主要结果如下:1.研究了地球在日月引潮力和表面负荷作用下的形变特征,数值计算结果表明,在固体内核中的形变很小,由于在长周期核模本征频率附近的共振,液核中低阶n<10位移随半径的变化非常复杂。

当负荷阶数超过10时,地核中的形变和扰动位都很小,地球的响应主要表现为弹性地幔中的径向位移,且随深度增加急剧减弱。

地表负荷Love数与信号频率的依赖关系很弱。

给出了体潮Love数计算的一种有效的近似处理方案。

2.以内部负荷Love数描述了地球固体部分对液核动力学效应的形变响应,严密推导了内部负荷Love数的一般表达式,研究了内部负荷Love数的空间和频率依赖特征。

数值计算所结果表明,内部负荷Love数随阶数的增加迅速减小,且与扰动频率,特别是相对较高的接近于地球自由振荡本征频率的扰动频率之间存在很强的依赖性。

3.采用不同区域分布的6台国际超导重力仪高精度重力潮汐观测资料的迭积,有效地消除了大气、海洋和台站周围环境因素的影响,精密确定了地球自由核章动FCN的共振参数。

4。

以武汉台超导重力仪观测资料为例,研究了海潮负荷对FCN共振参数拟合的影响和重力潮汐观测中近周日共振的区域性特征。

5。

采用位移场的变分方法研究了地球椭球分层、非粘性、可压缩自转流体外核的自由振荡内部重力/惯性波或核模问题。

充分考虑了固体弹性地幔和内核包括CMB和ICB的形变以及幔固系和内核自转变化摆动或相对摆动的影响,通过内部负荷Love数将地表自由边界条件和地心正则条件引入液核运动方程之中,经严密推导获得了液核自由振荡运动的变分泛函和用于有限元数值计算的最终计算公式。

6。

采用国际GGP观测网中14台超导重力仪21个长期、稳定、连续的高质量重力潮汐观测序列研究了地球固体内核的平动振荡。

采用相同的预处理和调和分析方法,精密确定并剔除了重力潮汐信号、大气重力信号和仪器长期漂移,获得了相应的重力残差序列,引入并估计了重力残差序列的积谱密度……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1全球地球动力学研究方法
1.2液核动力学效应
1.3液核动力学效应检测
1.4本文主要研究内容
第二章 预备知识
2.1流体静力平衡地球
2.2地球自转运动学关系
2.3液核流体介质的分层特征
2.4重力潮汐信号的精密测定
2.4.1重力合成潮信号的精密确定
2.4.2大气重力信号的精密确定
2.5本章小结
第三章 地球固体部分的形变
3.1引言
3.2 SNREI地球的运动方程
3.3 SNREI地球对表面负荷和引潮力的形变响应
3.3.1数值积分过程
3.3.2数值结果和讨论
3.4液核动力学扰动引起的SNREI地球固体部分形变
3.4.1数值解及内部负荷Love数的表示
3.4.2数值结果和讨论
3.4.3地球自转的影响
3.4.4固体地幔和内核惯性张量的扰动
3.5本章小结
第四章 地球的自由核章 动
4.1引言
4.2角动量方法研究近周日自由摆动
4.3重力潮汐观测中的近周日共振
4.4近周日自由摆动的检测
4.4.1利用国际SCG重力潮汐观测资料研究FCN
4.4.2武汉台SCG观测的近周日共振
3.5本章小结
第五章 液核的自由振荡
5.1引言
5.2液核流体位移场的变分
5.2.1液核的动量方程和边界条件
5.2.2变分原理
5.2.3液核简正模的对称性特征
5.2.4液核振荡变分泛函的矩阵表示
5.3液核边界和自转对变分泛函的贡献
5.3.1液核边界对变分泛函的约束
5.3.2地球自转的影响
5.4变分泛函的有限单元表示
5.4.1有限单元划分和基本函数
5.4.2单个有限单元中的积分对变分泛函的贡献
5.4.3液核自由振荡的本征值-本征向量问题
3.5本章小结和讨论
第六章 固体内核的平动振荡及其检测
6.1引言
6.2观测资料预处理
6.3功率谱密度和积谱密度估计
6.4模拟信号试验
6.5本章小结和讨论
结束语
参考文献

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中图分类: > P312 > 天文学、地球科学 > 地球物理学 > 大地(岩石界)物理学(固体地球物理学) > 重力学与地球形状学
其他分类: > P223.6 > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 大地测量学 > 物理大地测量、重力测量与地球形状的测定

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