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潮白河流域上游地表水硝酸盐来源及其季节性差异
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作者 王月锋 孙和平 +4 位作者 郑文波 王宏亮 田在锋 胡玉昆 王仕琴 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第12期2371-2382,共12页
潮白河流域作为华北地区重要水源地及典型的农村-城市复合生态系统,其地表水硝酸盐污染问题对区域水资源安全及生态健康构成严峻挑战。本文以潮白河流域上游为研究对象,于2022年旱季(2月、4月)和雨季(7月)采集潮河与白河不同土地利用类... 潮白河流域作为华北地区重要水源地及典型的农村-城市复合生态系统,其地表水硝酸盐污染问题对区域水资源安全及生态健康构成严峻挑战。本文以潮白河流域上游为研究对象,于2022年旱季(2月、4月)和雨季(7月)采集潮河与白河不同土地利用类型河段的地表水样品,结合水化学、氮氧同位素及SIAR贝叶斯混合模型,系统解析了流域硝酸盐时空分异特征及迁移转化规律,揭示硝酸盐在不同时间尺度和土地利用类型影响下污染来源变化规律。研究结果表明,1)硝酸盐浓度呈现显著的时空异质性,2月潮白河上游硝酸盐浓度均值最高(潮河48.5 mg·L^(-1),白河25.7 mg·L^(-1)),4月大量藻类及水生植物同化作用使潮白河上游硝酸盐浓度降低,7月白河流域支流受雨季面源污染输入影响,河流中硝酸盐浓度升高;受农业活动影响,以农田为主的河段硝酸盐浓度变化幅度显著高于以森林为主的河段。2)多方法源解析表明,硝酸盐来源贡献率为降水和土壤氮(55.3%~86.7%)>生活污水/有机肥(10.2%~28.7%)>化肥(3.1%~18.9%);雨季受降水驱动土壤中氮素淋失,生活污水/有机肥和化肥的输入占比较旱季分别提高约1倍和3~6倍,但生活污水/有机肥占比(12.6%~28.8%)仍显著高于化肥(9.9%~18.9%)。3)空间上,农田主导的白河化肥输入占比4月较2月的降幅高于同期的潮河,而4月较2月的生活污水/有机肥输入增幅高于潮河,表明白河流域农田氮淋失能力强于潮河流域。研究揭示了自然水文过程与人为活动耦合作用下,潮白河流域不同河段地表水硝酸盐分布及来源变化机制,可为京津冀农业面源污染治理与流域可持续发展提供科学依据。 展开更多
关键词 潮白河流域上游 地表水 硝酸盐来源 氮氧同位素 SIAR贝叶斯混合模型
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中国大地测量研究进展(2019-2023) 被引量:34
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作者 党亚民 蒋涛 +15 位作者 杨元喜 孙和平 姜卫平 朱建军 薛树强 张小红 蔚保国 罗志才 李星星 肖云 章传银 张宝成 李子申 冯伟 任夏 王虎 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1419-1436,共18页
2023年7月11日至2023年7月20日,第28届国际大地测量学和地球物理学联合会(The International Union of Geodesy and Geophysics,IUGG)大会在德国柏林举行。按照IUGG传统,国际大地测量协会中国委员会(CNC-IAG)组织国内十余家单位编写了... 2023年7月11日至2023年7月20日,第28届国际大地测量学和地球物理学联合会(The International Union of Geodesy and Geophysics,IUGG)大会在德国柏林举行。按照IUGG传统,国际大地测量协会中国委员会(CNC-IAG)组织国内十余家单位编写了“中国大地测量国家报告(2019—2023)”,分别总结了2019至2023年4年期间的中国大地测量各分支学科研究进展。本文主要归纳和总结了中国大地测量学科近几年的整体进展,侧重各领域代表性研究进展,主要内容包括基准框架、综合PNT与弹性PNT、重力场与垂直基准、GNSS精密产品、多源传感器组合导航和海洋大地测量6个研究方向。此外,结合国际大地测量及相关交叉学科的发展趋势,对我国大地测量学科未来发展提出了几点建议。 展开更多
关键词 IUGG 基准框架 PNT 重力场 垂直基准 导航定位 海洋大地测量
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地下实验室与深地环境下的地球物理观测 被引量:9
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作者 王赟 菅一凡 +11 位作者 贺永胜 苗强强 滕吉文 王志民 荣亮亮 邱隆清 谢成良 张启升 刘向东 孙和平 杨亚新 杨军 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4527-4542,共16页
地下实验室具有良好的低本底环境条件,为许多前沿学科研究提供了重要的实验场所,已经成为一个国家关键性的科学研究平台.目前国际上很多国家利用山体中的隧道空腔或地下矿井建立起众多的地下实验室,其中大多数进行天体物理和粒子物理实... 地下实验室具有良好的低本底环境条件,为许多前沿学科研究提供了重要的实验场所,已经成为一个国家关键性的科学研究平台.目前国际上很多国家利用山体中的隧道空腔或地下矿井建立起众多的地下实验室,其中大多数进行天体物理和粒子物理实验与研究,部分同时进行着地球科学、岩体力学、地下生物等学科的相关实验.本文在介绍国际上一些重要地下实验室的基础上,着重对其在地球物理方面的观测与实验研究成果进行介绍;针对深部地下实验室所具有的“超静”与“超净”环境,阐述深部地下环境多种物理场观测所能达到的测量指标;针对深部地下实验室可实现的超高精度观测,讨论深地地球物理观测对目前仪器科学、装备与观测技术提出的挑战,及其将应对解决的诸多地球物理领域关键基础性科学问题. 展开更多
关键词 地下实验室 低本底 地球物理 超静 超净
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大地测量学科发展现状与趋势 被引量:37
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作者 姚宜斌 杨元喜 +1 位作者 孙和平 李建成 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1243-1251,共9页
近50年,由于大地测量观测手段的不断进步和应用领域的不断拓展,大地测量学科不断进化,并与其他学科不断交叉与融合。本文首先简述了大地测量学发展的背景和在历史上发挥的主要作用,梳理了大地测量传统学科的形成。进一步,分析了大地测... 近50年,由于大地测量观测手段的不断进步和应用领域的不断拓展,大地测量学科不断进化,并与其他学科不断交叉与融合。本文首先简述了大地测量学发展的背景和在历史上发挥的主要作用,梳理了大地测量传统学科的形成。进一步,分析了大地测量发展现状,侧重从观测手段的进步描述学科的发展;从应用领域的拓展描述交叉学科的形成;从国家需求和科学发展出发,描述了大地测量学科未来的发展趋势。最后,综合各方面因素,提出了大地测量现阶段学科分类建议,试图为大地测量工作者的科研选题、基金申请提供借鉴。 展开更多
关键词 大地测量学科 观测手段进步 应用领域拓展 大地测量学科分类建议
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核幔耦合对地球自由核章动的激发影响 被引量:4
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作者 崔小明 孙和平 +2 位作者 徐建桥 周江存 陈晓东 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3584-3591,共8页
地球自由核章动(FCN)是地幔与液核相互作用的重要动力学现象,其激发机制涉及地表流体层、地幔和地核等圈层之间的耦合,此前研究多利用地表流体层角动量数据单独研究其对FCN的激发,对核幔耦合的影响考虑不足.本文基于角动量守恒理论分析... 地球自由核章动(FCN)是地幔与液核相互作用的重要动力学现象,其激发机制涉及地表流体层、地幔和地核等圈层之间的耦合,此前研究多利用地表流体层角动量数据单独研究其对FCN的激发,对核幔耦合的影响考虑不足.本文基于角动量守恒理论分析了核幔耦合对FCN周期及振幅的影响,并结合多个大气及海洋角动量函数时间序列首次估算了核幔耦合在FCN激发过程中的贡献.结果表明核幔耦合对FCN周期产生的固定和时变影响对FCN激发的作用均不可忽视,尤其时变影响可达几十个微角秒,对于进一步解释FCN时变特征非常重要;核幔耦合对FCN振幅的直接影响是地表流体层的激发与实测FCN不相符的主要原因,黏滞、电磁和地形等耗散耦合的存在对地表流体的激发振幅有67%左右的减弱效果. 展开更多
关键词 自由核章动 核幔耦合 地表流体层 激发
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地球重力场及其地学应用研究进展--2020中国地球科学联合学术年会专题综述 被引量:26
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作者 孙和平 孙文科 +6 位作者 申文斌 申重阳 祝意青 付广裕 吴书清 崔小明 陈晓东 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期445-460,共16页
地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用。近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应... 地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用。近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果。2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示。基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展。 展开更多
关键词 地球重力场 理论与应用 重力仪器 重力测量
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FG5绝对重力仪观测数据的实测重力潮汐改正 被引量:8
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作者 田桂娥 陈晓东 +4 位作者 吴书清 孙和平 白磊 桑鹏 牛晓伟 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期870-878,共9页
基于中国计量科学研究院北京昌平院区的超导重力仪iGrav-012实测重力潮汐数据,以FG5绝对重力仪为例研究了绝对重力观测中的实测潮汐改正问题,分析了用高精度超导重力仪获得的实测合成重力潮汐与理论合成重力潮汐间的差异。并采用iGrav-... 基于中国计量科学研究院北京昌平院区的超导重力仪iGrav-012实测重力潮汐数据,以FG5绝对重力仪为例研究了绝对重力观测中的实测潮汐改正问题,分析了用高精度超导重力仪获得的实测合成重力潮汐与理论合成重力潮汐间的差异。并采用iGrav-012超导重力仪和FG5X-249绝对重力仪两种实测数据对实测潮汐改正效果进行了验证。结果表明,FG5绝对重力仪中用的理论合成重力潮汐在考虑海潮重力影响后的结果与实测合成重力潮汐之差在1μGal之内,因此理论合成重力潮汐经过海潮重力影响改正后的结果可满足绝对重力观测精度要求,从观测精度来讲,无需对绝对重力的实测数据实施潮汐改正即可满足绝对重力观测的精度要求。但是FG5X-249绝对重力观测数据的潮汐改正结果表明,不同的潮汐改正方法对绝对重力观测值的影响不同,但这种影响较小,在0.1μGal的量级,因此建议只在高精度绝对重力观测中考虑实测重力潮汐改正。 展开更多
关键词 绝对重力测量 重力潮汐改正 重力海潮负荷 FG5绝对重力仪 合成重力潮汐
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利用谱元法计算SNREI地球的表面负荷变形 被引量:10
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作者 廖彬彬 徐建桥 +1 位作者 孙和平 周江存 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2382-2393,共12页
谱元法作为一种基于变分原理的数值方法,已经成为地球动力学数值模拟的重要手段.本文旨在对Martinec(2000)正演模拟表面负荷问题的谱-有限元方法进行改进.简单地介绍了谱元法计算负荷边值问题的相关理论,并推导了中性分层液体中的平衡... 谱元法作为一种基于变分原理的数值方法,已经成为地球动力学数值模拟的重要手段.本文旨在对Martinec(2000)正演模拟表面负荷问题的谱-有限元方法进行改进.简单地介绍了谱元法计算负荷边值问题的相关理论,并推导了中性分层液体中的平衡方程以及其对应的弱形式解.在地球半径方向上,采取高阶样条函数作为负荷解的基函数,并利用高斯-勒让德方法进行数值积分.均质地球模型数值试验表明,相较于Martinec的方法,本文方法可以有效地加快数值解的收敛速度.最后,利用PREM模型计算了SNREI地球的负荷勒夫数.数值计算结果表明本文方法的收敛性和稳定性都非常好.本文方法获得的负荷勒夫数与采用传统龙格-库塔积分方法获得的结果相对误差在0.01%的量级. 展开更多
关键词 谱元法 弱解 中性分层流体 SNREI地球 负荷勒夫数
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南极中山站的重力和区域海洋潮汐特征 被引量:3
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作者 刘清超 孙和平 +3 位作者 王泽民 陈晓东 张胜凯 徐建桥 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期316-323,共8页
本文利用中山站弹簧重力仪记录的重力潮汐时间序列、验潮站数据、CATS2008区域和Eot11a全球海潮模型研究重力和海洋潮汐特征。结果表明,在周日频段,潮波O1的海潮振幅达到28 cm,4个主要潮波(Q1、O1、P1和K1)的全球模型与验潮站潮高差之和... 本文利用中山站弹簧重力仪记录的重力潮汐时间序列、验潮站数据、CATS2008区域和Eot11a全球海潮模型研究重力和海洋潮汐特征。结果表明,在周日频段,潮波O1的海潮振幅达到28 cm,4个主要潮波(Q1、O1、P1和K1)的全球模型与验潮站潮高差之和为4.2 cm,区域模型与验潮站潮高差之和为4.4 cm;在半日频段,潮波M2的海潮振幅达到20 cm,4个主要潮波(N2、M2、S2和K2)的潮高差之和分别为7.7 cm和5.1 cm,说明利用区域模型修正全球模型的重要性。经区域模型修正的全球海潮负荷改正后,重力主波K1、M2和S2的最终残差振幅分别下降了9.84%、56.14%和37.08%,说明区域海潮模型更能反映海洋潮汐的真实特征,用区域模型修正全球海潮模型的有效性得到验证。 展开更多
关键词 南极 重力潮汐 区域和全球海潮模型
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一种基于缴费积极性的电力客户信用评估模型 被引量:7
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作者 王炼 孙和平 +1 位作者 谢振平 王士同 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第22期253-259,共7页
对客户进行电信用评估是电力公司实现营销精益化管理的重要任务,现有相关方法较多地依赖经验规则确定评估模型,研究提出了基于电力客户缴费积极性的信用值定量化评估新模型。首先提出以加权正则化付费周期值衡量客户缴费积极性,随后基... 对客户进行电信用评估是电力公司实现营销精益化管理的重要任务,现有相关方法较多地依赖经验规则确定评估模型,研究提出了基于电力客户缴费积极性的信用值定量化评估新模型。首先提出以加权正则化付费周期值衡量客户缴费积极性,随后基于理论分析及客户真实缴费数据推断获得评估模型,不依赖主观经验地实现了电力客户缴费信用值的连续量化评估。理论及实验分析表明,新方法具备较好的理论依据及真实数据分析结果的支撑,能够合理有效地量化反映客户的电力消费信用。 展开更多
关键词 信用度量 电力客户 缴费积极性 统计推断
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全球海底地形精细建模进展与发展趋势 被引量:25
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作者 孙和平 李倩倩 +2 位作者 鲍李峰 吴自银 武凛 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1555-1567,共13页
精细的海底地形模型在海底板块构造运动、水下载体航行保障、海洋资源勘探等方面具有重要作用。回顾国内外海底地形探测技术和模型构建的发展,讨论当前全球海底地形精细建模的研究现状和面临的主要挑战,总结今后全球海底地形精细建模的... 精细的海底地形模型在海底板块构造运动、水下载体航行保障、海洋资源勘探等方面具有重要作用。回顾国内外海底地形探测技术和模型构建的发展,讨论当前全球海底地形精细建模的研究现状和面临的主要挑战,总结今后全球海底地形精细建模的发展趋势,认为基于卫星测高技术的海洋重力场反演仍是未来全球海底地形精细建模的主要技术手段,并且新体制测高卫星如双星跟飞测高和SWOT(surface water ocean topography)二维海面高测量任务将为进一步提升海洋重力场以及海底地形模型精度提供数据源,结合地形复杂度优化海底地形反演理论方法有望带来理论创新,探索人工智能技术用于海底地形精细建模值得关注。 展开更多
关键词 海底地形 卫星测高 重力场反演 多波束测深 双星跟飞测高 全球水深模型
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山区侧向流对滹沱河冲洪积扇地下水补给与硝酸盐动态的影响 被引量:2
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作者 孙和平 王仕琴 +3 位作者 郑文波 檀康达 曹文庚 沈彦俊 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1839-1850,共12页
山区侧向补给是华北山前平原冲洪积扇含水层重要补给来源,影响平原区地下水水量和水质动态。近年来受极端气候和人类活动影响,山区对冲洪积扇平原区地下水的侧向补给机制及其对地下水硝酸盐动态的影响仍不明确。本研究以滹沱河冲洪积扇... 山区侧向补给是华北山前平原冲洪积扇含水层重要补给来源,影响平原区地下水水量和水质动态。近年来受极端气候和人类活动影响,山区对冲洪积扇平原区地下水的侧向补给机制及其对地下水硝酸盐动态的影响仍不明确。本研究以滹沱河冲洪积扇为研究区,利用水文观测、水化学和同位素示踪等方法,估算山区侧向补给通量和硝酸盐输移通量,揭示山区侧向补给与平原区地下水的补给关系,分析山区侧向补给对地下水硝酸盐分布的影响。根据水文地质条件,将采样点划分为4个子区:滹沱河冲洪积扇北部扇顶(Ⅰ区)、扇中(Ⅱ区)、滹沱河附近扇缘区(Ⅲ区)以及滹沱河冲洪积扇南部区域(Ⅳ区)。地下水硝酸盐动态监测数据表明,滹沱河北部的山区断面地下水硝酸盐浓度高于南部断面,平原区北部Ⅰ区和Ⅱ区地下水硝酸盐浓度高于南部Ⅳ区;且沿地下水流动方向,地下水硝酸盐浓度均值呈现Ⅰ区(105.28 mg·L^(−1))>Ⅱ区(99.22 mg·L^(−1))>Ⅳ区(37.10 mg·L^(−1))>Ⅲ区(23.08 mg·L^(−1))的空间分布特征。利用地下水氢氧同位素示踪揭示了山区侧向流对冲洪积扇北部地下水补给影响范围为扇顶和扇中,而冲洪积扇南部因地下水超采改变地下水流场,其影响范围主要为扇顶。利用达西定律计算2022年3月至2023年2月山区侧向流对滹沱河冲洪积扇平原区的补给量为2.10×10^(8)m^(3),硝酸盐通量为239.56×10^(5)kg,且北部山区侧向补给的水氮通量大于南部,这也是影响平原区地下水硝酸盐空间分布的重要原因。山区侧向补给对冲洪积扇平原区地下水量和水质的影响不容忽视,因此,实现源头综合治理,降低山区地下水污染物浓度,对下游平原区面源污染管理,防止地下水硝酸盐污染具有重要意义。 展开更多
关键词 山区侧向补给 地下水补给 硝酸盐 滹沱河冲洪积扇
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云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用 被引量:2
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作者 梁莹 陈晓东 +3 位作者 孙和平 崔小明 张苗苗 牛晓伟 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第7期713-719,共7页
基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料,获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型,为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性,用时域内回归分析法和频域内小波... 基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料,获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型,为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性,用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征,并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明,9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致,NAO.99b模型的改正精度较高;大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征,且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2,454.0)恒星日,品质因子为-2796。 展开更多
关键词 OSG-066 地方重力潮汐模型 海潮重力影响 大气重力导纳值 自由核章动
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利用重力和VLBI技术检测地球液态核的动力学效应 被引量:3
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作者 孙和平 刘清超 +1 位作者 崔小明 徐建桥 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期2058-2063,共6页
利用最新的武汉地区高精度重力和全球高精度甚长基线干涉(very long baseline interferometry,VLBI)测量技术观测确定了地球液态地核的自由核章动本征参数(包括本征周期和品质因子等),同时获得了液核顶部的粘滞系数和液核的真实动力学椭... 利用最新的武汉地区高精度重力和全球高精度甚长基线干涉(very long baseline interferometry,VLBI)测量技术观测确定了地球液态地核的自由核章动本征参数(包括本征周期和品质因子等),同时获得了液核顶部的粘滞系数和液核的真实动力学椭率,使用Monte Carlo方法研究了本征周期的不确定度。结果表明,分别利用重力和VLBI确定的地球自由核章动本征周期值为430sd(sd指恒星日)左右,两者间的差异为1.47sd,粘滞系数为1 028Pa·s。讨论了导致两者差异的主要原因,并将结果与国内外同类研究结果作了对比。 展开更多
关键词 重力 VLBI 自由核章动参数 核幔边界物性参数
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用重力测量技术观测城市地表下沉的实验研究 被引量:7
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作者 陈晓东 李航 +7 位作者 邓明莉 江利明 孙和平 李德伟 张为民 郝洪涛 桑鹏 白林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2882-2892,共11页
本文用重力测量技术对城市地表下沉进行了实验研究,从2016年3月到2017年5月在武汉市内地表下沉较大的部分城区进行了7期流动重力观测实验,并用D-InSAR观测的垂向位移进行了验证.数值结果表明重力观测每期整网平差后点值平均精度都小于10... 本文用重力测量技术对城市地表下沉进行了实验研究,从2016年3月到2017年5月在武汉市内地表下沉较大的部分城区进行了7期流动重力观测实验,并用D-InSAR观测的垂向位移进行了验证.数值结果表明重力观测每期整网平差后点值平均精度都小于10×10^-8 m·s^-2,说明采用重力观测能在城市内获得高精度的区域重力变化.第7期相对于第1期的结果与D-InSAR在大致相同时间段内地表垂直位移结果比较表明,重力增加的大部分区域与D-InSAR观测到的地表下沉区域相一致,说明这些区域的重力增加主要是由地表下沉引起的.从第2到7期相对于第1期的重力变化说明在近12个月的时间内测区最大重力变化约40×10^-8 m·s^-2,且局部区域的重力值是逐渐增加的,说明地表下沉是持续进行的.本实验结果说明重力观测技术能为城市地表下沉提供重力观测约束和机制解释. 展开更多
关键词 城市地表沉降 混合重力测量 区域重力变化 D-INSAR CG-5重力仪
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月基InSAR观测地球大尺度形变能力的初步研究——以固体地球垂向潮汐形变为例 被引量:1
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作者 马成龙 陈晓东 +4 位作者 江利明 孙和平 徐建桥 董景龙 李德伟 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期164-174,共11页
从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能... 从合成孔径雷达干涉测量的原理出发,针对月基InSAR观测地球宏观物理现象的大尺度、连续性、长期性、动态观测等特点,首次以固体地球垂向潮汐形变为例对月基InSAR观测地球大尺度形变现象进行了仿真模拟,分析了该技术的远程大范围观测能力。根据固体地球垂向潮汐形变的大尺度分布特征和月基雷达的超大幅宽的观测特点,采用简化月基雷达观测几何模型,选定经纬跨度均为50°的中低纬区域为模拟测区,并计算了月基雷达重访周期与雷达波束扫过选定模拟测区内各点时的垂向潮汐形变,将形变计算结果进行时间差分,得到差分相对垂向潮汐形变,即是月基InSAR可观测到的垂向潮汐形变。模拟数值结果表明,月基雷达的重访周期约为24.8 h,在30天内各点的差分垂向潮汐形变可达30 cm。鉴于目前月基InSAR的理论形变观测精度达到厘米级,因此理论上用月基InSAR技术能够观测到模拟测区固体地球大范围垂向潮汐整体形变,也能利用观测数据研究地球潮汐大范围时间和空间变化特征;另一方面模拟结果也可为月基SAR观测其他地球宏观物理现象的参数设计与模拟提供参考。 展开更多
关键词 月基InSAR 固体地球垂向潮汐形变 仿真模拟 观测能力 潮汐形变时空特征
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基于地震和重力观测的深地超宽频带背景噪声初探 被引量:12
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作者 孙和平 陈晓东 +7 位作者 危自根 张苗苗 张赓 倪四道 储日升 徐建桥 崔小明 邢乐林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4543-4554,共12页
深部地下环境的“超静”特点对认识地球内部结构及演变规律具有重要意义.联合淮南深地实验室宽频带地震仪与弹簧重力仪观测资料,利用两种仪器的频率互补优势,初次探究了实验室地表与地下(-848 m)超宽频带(0.0001~50 Hz)的背景噪声水平.... 深部地下环境的“超静”特点对认识地球内部结构及演变规律具有重要意义.联合淮南深地实验室宽频带地震仪与弹簧重力仪观测资料,利用两种仪器的频率互补优势,初次探究了实验室地表与地下(-848 m)超宽频带(0.0001~50 Hz)的背景噪声水平.研究结果表明,除0.01~0.1 Hz频带内可能由于巷道内的空气流动导致地下噪声高于地表外,其余频带范围地下噪声均低于地表观测,且低频段(0.0001~0.01 Hz)差异较小而高频段(0.1~50 Hz)差异显著.此外,地下地震仪检测到更高信噪比的地球自由振荡简正振型,进一步验证了深部地下环境的“超静”特点.由于淮南深地实验室尚处于基础建设阶段,因此深部地下观测环境的“超静”特点有望随着观测条件的完善更加突显,实验结果可为深地实验室的后续建设和相关地学研究提供重要参考. 展开更多
关键词 淮南深地实验室 功率谱密度 深地背景噪声 超宽频带背景噪声 地球自由振荡
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基于谱-有限元法的SNERI地球模型固体潮形变计算
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作者 张惠康 徐建桥 +3 位作者 廖彬彬 孙和平 陈晓东 周江存 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第4期425-431,共7页
基于谱-有限元法计算一个球型、非自转、完全弹性、各向同性(SNERI)的地球固体潮形变,其中地球固体部分潮汐形变的弱解用哈密顿变分原理给出,液核部分的弱解采用静态中性分层的流体近似。计算过程中把SNERI地球进行等间距球层剖分,球面... 基于谱-有限元法计算一个球型、非自转、完全弹性、各向同性(SNERI)的地球固体潮形变,其中地球固体部分潮汐形变的弱解用哈密顿变分原理给出,液核部分的弱解采用静态中性分层的流体近似。计算过程中把SNERI地球进行等间距球层剖分,球面上对解函数和试探函数采用球谐展开,径向上采用线性插值。比较数值计算结果与同质地球模型的解析解结果得出,1km径向等距剖分即可获得10-8精度量级的低阶Love数。基于PREM地球模型的计算结果表明,谱-有限元法计算的固体潮2~3阶Love数与Runge-Kutta法的计算值差异在10-4量级;与武汉台超导重力仪8个主潮波的实测重力潮汐因子相比,本方法计算的理论重力潮汐因子相差平均约0.15%。研究结果说明,谱-有限元法具有较好的收敛性与较高的计算精度,比传统Runge-Kutta法更适用于高精度地计算复杂地球模型的固体潮形变。 展开更多
关键词 谱-有限元法 SNERI地球模型 固体潮 PREM地球模型 Love数计算
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同址观测重力仪与地震仪地震频段噪声水平比较 被引量:11
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作者 李航 陈晓东 +3 位作者 徐建桥 孙和平 张苗苗 韩宇飞 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第8期843-848,共6页
选用拉萨台超导重力仪、昆明和恩施台gPhone重力仪以及各台站同址观测的STS-1和STS-2.5地震仪观测数据,计算所有仪器在地震频段(0.1~100 mHz)的噪声水平,并分别进行比较。结果表明,1 mHz以上时,拉萨台超导重力仪噪声水平略高于同址观测... 选用拉萨台超导重力仪、昆明和恩施台gPhone重力仪以及各台站同址观测的STS-1和STS-2.5地震仪观测数据,计算所有仪器在地震频段(0.1~100 mHz)的噪声水平,并分别进行比较。结果表明,1 mHz以上时,拉萨台超导重力仪噪声水平略高于同址观测的地震仪结果,而1 mHz以下则相反;0.5 mHz以上时,恩施和昆明台gPhone重力仪的噪声水平高于地震仪结果,0.1~0.5 mHz时则与地震仪结果接近。用带通滤波处理和未滤波处理2种方法计算地震噪声等级(seismic noise magnitude,SNM),结果表明,采用带通滤波方法计算得到的SNM值更小,且随月份的变化更加平缓。 展开更多
关键词 噪声水平 超导重力仪 gPhone重力仪 地震仪
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高精度超导重力观测与研究为国家精密测绘和全球地球动力学提供理论基础 被引量:7
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作者 孙和平 周江存 +4 位作者 徐建桥 陈晓东 雷湘鄂 崔小明 牛晓伟 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第2期216-223,共8页
1985年以来,武汉大地测量国家野外科学观测研究站积累了近35年的高精度重力观测数据;通过广泛的国际合作,建立了亚洲地区唯一的国际重力固体潮基准,建立了台站低频背景噪声模型;构建了全球重力固体潮实验模型和中国大陆精密潮汐改正模型... 1985年以来,武汉大地测量国家野外科学观测研究站积累了近35年的高精度重力观测数据;通过广泛的国际合作,建立了亚洲地区唯一的国际重力固体潮基准,建立了台站低频背景噪声模型;构建了全球重力固体潮实验模型和中国大陆精密潮汐改正模型,改善了地表质量负荷重力效应的理论模拟;探测了液态地球的近周日共振、地球自由振荡和地球内核平动振荡等与地球动力学相关的信号,并应用于研究地球深内部物性参数;提出了耦合温度场的球形分层地球的形变理论等。相关研究成果可为国家精密测绘、全球大尺度地球动力学和空间技术提供新的理论指导和背景材料。 展开更多
关键词 固体潮 超导重力仪 地球动力学 物质迁移 变形理论
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