本文關(guān)鍵詞：區(qū)域地磁場諧和樣條模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地震局地球物理研究所》 2015年

區(qū)域地磁場諧和樣條模型研究

馮麗麗  

【摘要】：地震過程是巖石圈能量的積累、聚集和釋放過程。伴隨此過程,巖石圈磁場會出現(xiàn)異常變化。近年來我國的地震預(yù)報研究實踐證明巖石圈磁場異常變化與地震發(fā)生地點有很好的對應(yīng)關(guān)系,并取得良好效果。準(zhǔn)確的提取地震引起的巖石圈磁場變化的主要途徑是建立高分辨率的巖石圈磁場模型。由于針對地震預(yù)報的觀測都是區(qū)域的,因此模型計算方法應(yīng)同時具備三方面優(yōu)點：一是適合區(qū)域分析,二是能準(zhǔn)確剔除或剝離地磁主磁場,三是能精細(xì)刻畫巖石圈磁場細(xì)微變化。可能的話,模型還應(yīng)能采用衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面數(shù)據(jù)聯(lián)合運算,以彌補(bǔ)我國西部無人區(qū)地面觀測數(shù)據(jù)稀疏的不足及控制邊界畸變,即模型應(yīng)能徑向延拓。但實際工作中發(fā)現(xiàn)許多模型很難三者兼顧,更別說兼具徑向延拓。該論文從模型比較開始,精心選擇模型,經(jīng)過模型設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)、模型調(diào)優(yōu)和模型驗證等,初步獲得了能四者兼顧的中國地區(qū)區(qū)域地磁場“諧和樣條”模型及其計算方法；論文最后將中國地區(qū)區(qū)域地磁場“諧和樣條”模型與其他模型進(jìn)行了對比分析,分析發(fā)現(xiàn)該模型初步達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。在模型選擇方面：論文調(diào)研和對比分析了球諧分析、矩諧分析、球冠諧模型、修正球冠模型、等效源、多項式擬合、樣條函數(shù)擬合、雙調(diào)和擬合、諧和樣條擬合。論文分析認(rèn)為調(diào)和樣條擬合具備前述的四方面優(yōu)點。在模型設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)方面：論文完成了對“諧和樣條”方法的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)、代數(shù)公式構(gòu)建以及matlab程序編寫等工作。在模型調(diào)優(yōu)方面：論文完成了“諧和樣條模型”定解過程中的“本征值截斷”以及球諧階數(shù)問題分析討論,發(fā)現(xiàn)“諧和樣條”方法定解線性方程組本征值可能對應(yīng)“諧和樣條”模型所描述場分布的空間特征尺度。因此通過本征值截斷階數(shù)的選擇,能夠?qū)崿F(xiàn)對不同空間特征尺度磁場成分的剝離。在模型驗證方面：論文基于大量的計算實驗,選擇了球諧截斷階數(shù)L=90階,并分別利用地面測量數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)的組合分別定解,計算對比分析了“中國及周邊區(qū)域諧和樣條模型”。結(jié)果表明：與球諧方法相比,“諧和樣條模型”具有更高的“效率”,引入衛(wèi)星數(shù)據(jù)確能改善計算結(jié)果。此外,當(dāng)“諧和樣條”方法用于全球模型和區(qū)域模型計算時,發(fā)現(xiàn)球諧截斷階數(shù)的確定是影響模型計算正確性的關(guān)鍵因素之一與其他模型對比分析：論文分別以1-15階EMM2010模型和“2010.0中國及周邊區(qū)域諧和樣條模型”20階本征值模型作為中國區(qū)域地磁正常場,從90階“2010.0中國及周邊區(qū)域諧和樣條模型”中分別剔除兩種算法得到的中國區(qū)域地磁正常場,獲得2個中國區(qū)域地磁異常場模型,對比分析了其差異性和優(yōu)劣性,論文最后采用“2010.0中國及周邊區(qū)域諧和樣條模型”地磁異常場、EMM2010模型、MF6模型和CGRF模型的巖石圈磁場Z分量,與中國區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了聯(lián)合對比分析,達(dá)到了論文初期目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地球物理研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P318;P315.721
【目錄】：

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