清华大学地球系统科学研究中心在一个标准耦合模式（SC）的基础上建立了交互集合耦合模式系统（IE），该系统可以实现多个不同大气模式或者同一大气模式采取不同初值组成的多个分量集合之后与海、陆、冰模式进行耦合．本文利用同一大气模式七个不同初值分量与其它模式分量开展在线集合耦合试验，利用积分稳定之后100年的试验结果，分析了IE在减...
本文基于短弧长法开发了一套由低轨卫星数据解算重力场的系统ANGELs（ANalyst of Gravity Estimation with Low-orbit Satellites），成功用GRACE Level1B数据解算出全球时变重力场模型（第一版IGG-CAS系列模型），并与国际三大知名重力卫星相关研究机构：美国德克萨斯大学空间中心CSR（Center for Space Research）、德国GFZ地学研究中心（GeoF...
地球固态内核的平动振荡是地球的基本简正模之一，又称Slichter模，其本征周期大约为几个小时，与地球内部结构密切相关.为了研究影响内核平动振荡的本征周期与内部结构的依赖关系，本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型（SNREI），通过自由振荡运动方程的数值积分，以地球模型PREM为基础，理论上系统研究了地球内部介质（包括密度、...
在地球表层存在着占地表面积约30％的具有低固有密度、高黏度的大陆岩石圈．由于其特殊的物理化学性质，大陆岩石圈通常不直接参与下方的地幔对流，但其与地幔对流格局有着重要的相互影响．大量研究显示，在中太平洋和非洲的下地幔底部，存在着两块占核幔边界（CMB）面积约20％的高密度热化学异常体（由于其剪切波速度较低，常称作低剪切波速度...
作为青藏高原南东向“挤出逃逸”的重要通道，青藏高原东缘中南部具有大型走滑断裂广泛发育和地震活动强烈而频繁的特征．本文使用线性球面块体模型理论，在前人活动地块研究的基础上吸收新近研究成果，建立研究区三维块体几何模型，使用1999--2007年的GPS数据反演得到青藏高原东缘中南部主要活动断裂滑动速率．使用反演得到的滑动速率和最优断...
利用双差地震定位方法对鄂尔多斯东缘地区（34°N-41°N，110°E-115°E）2008年1月-2012年12月的中小地震进行了重新定位．重定位后，定位精度得到改善，震中分布更加集中．鄂尔多斯东缘拉张盆地内部震源深度较浅，大多小于13km，向盆地两端震源深度有加深的趋势，特别是太原盆地北端，临汾盆地北端，以及运城与临汾盆地之间的峨眉台地，震源深度可...
利用川西流动地震台阵、汶川地震震后应急台网记录到的P波到时资料，对2008年5月至2008年10月期间发生的汶川地震余震序列应用双差层析成像方法进行了地震震源和三维P波速度结构的联合反演．结果显示，联合反演获得的地震重定位结果与基于一维地壳参考模型的双差定位方法结果相近；研究区15km以上速度结构与地表断裂分布密切相关，20km以下深度...
在云南南部地区布设了一条孟连一罗平的北东向大地电磁测深剖面，以开展该地区的深部电性结构探测和孕震环境探查．沿该剖面进行了114个大地电磁测深点的观测，经过对观测资料的远参考Robust处理、定性分析和二维反演，得到了沿该剖面地壳、上地幔电性结构模型，从模型的电性结构特征进一步探讨了剖面穿过的3个地震区的深部地震孕育环境．研究结...
数字岩石物理技术可弥补传统岩石物理实验的诸多不足，为岩石物理学研究提供一个新平台．本文以常规砂岩为研究对象，利用微CT扫描结合先进的图像处理技术建立了具有真实孔隙结构特征的三维数字岩芯模型；应用Avizo软件内含的多种形态学算法进行数字岩芯孔隙结构量化及表征研究，统计获取了孔隙度、孔隙体积分布及孔径分布特征，建立了等价孔隙...
通过野外构造观测、岩石磁学与磁组构综合分析，本文研究了南大巴山前陆褶皱带荆竹坝一石窝剖面的叠加构造特征及其形成演化．从北东向南西，剖面构造变形总体呈减弱趋势，褶皱轴面总体倾向北东，大尺度褶皱枢纽均以小角度向北西倾伏．古应力分析显示最大主压应力为北东一南西向，反映以南大巴山的推覆为主．剖面J3之前的采样层位主要表现为变形...
基于低温热年代学特征的构造重建（或解译）与浅部地表过程模型在诠释盆-山结构与演化过程中受到越来越广泛的重视与应用．青藏高原东缘米仓山一川北前陆盆山系统楔人冲断构造模型与浅部地貌建造（非）耦合的检验校正为米仓山造山带构造变形及其动力学模型研究提供了契机．基于稳态楔入冲断构造低温热年代学模型研究表明，米仓山-川北前陆盆-山...
不连续地质体（如断层）的自动检测一直以来都是叠后地震数据解释中的关键问题之一，尤其在三维情况中尤为重要．然而，大多数边缘检测和相干算法都对随机噪声很敏感，随机噪声衰减是叠后地震数据解释的另一个主要问题．针对构造保护去噪和断层检测问题，本文基于非平稳相似性系数完善一种构造导向滤波方法并且提出一种自动断层检测方法，形成了...
间断Galerkin有限元法（DG-FEM）作为一种有效的高阶有限元法受到了国内外学者的广泛关注．本文基于任意高阶间断Galerkin有限元法对弹性波方程进行空间离散，并将离散后所得的非齐次线性常微分方程系统齐次化，最后结合针对齐次问题的强稳定性保持龙格库塔（SSPRunge-Kutta）算法，将DG-FEM推广至时间任意高阶精度．另外，借鉴近最佳匹配层（NP...
谱元法（SEM）是基于有限元（FEM）的一种算法，在地震正演模拟中应用广泛，但是大部分研究都是基于四边形网格下的谱元法．本文给出了2阶谱元法在三角网格中（TSEM）的基本原理，包括Lagrange形函数的构建，数值积分公式的选取．在此基础上，分析了2阶TSEM方法的数值频散特性以及稳定性条件，并引入三角网格下3阶有限元方法进行分析对比，数值...
射线追踪是地震波走时层析成像的基础，射线空间位置的准确性及射线走时的精度决定了层析成像的可靠性．本文根据哈密尔顿系统可以有效提高程函方程解稳定性的特性，采用辛几何算法（SAM-Symplectic Algorithm Method）及二维三次卷积插值技术进行地震波射线追踪．由于采用了SAM算法，保证了地震波波前精度，提高了射线空间位置的准确性．数值模...
在常规地震资料处理中，多次反射波被视为噪声并从地震数据中去除，以免在之后的地震资料解释中造成误解．而事实上，多次波也是地震信号，是照明波场的一部分，能够对地下构造成像的精度做出贡献．本文分析了多次波在传统单程波叠前深度偏移中产生构造假象的机制和表现，为实现基于单程波偏移算子的多次波成像，修改了单程波叠前深度偏移的边界...
反Q滤波方法是提高地震数据分辨率的一种有效途径，可以用来补偿振幅和校正相位．常规的反Q滤波方法一般基于波场延拓理论，具有不稳定性或振幅补偿不足的缺点．本文基于波场延拓的正Q滤波方程，借鉴反演的思想以及正则化策略提出了一种新的衰减补偿方法，该方法稳定、精确，利用该方法可最终得到高分辨的地震记录．该方法仅计算有效频带内的频...
贴体网格在地质数值模拟中具有广阔的应用前景，为解决贴体网格生成时边界离散问题，提出了最大长度准则和最大面积准则，把曲线逼近和曲面网格优化问题转化为数学优化问题，为求解该问题，提出了改进的单粒子优化算法．试验表明，最大长度准则和最大面积准则的优化效果好于常规方法；以改进的单粒子优化算法求解该问题时，计算效率是智能单粒子...
本文将非分裂场形式的匹配Z变换PML引入黏声波方程数值正演中，用时域有限差分模拟检验了其在黏声波方程模拟中的效果．数值正演结果表明，在大角度入射时匹配Z变换完全匹配层比传统PML表现更佳，消除了大角度入射产生的低频虚假反射．长时间能量衰减计算证明匹配Z变换完全匹配层在黏声波方程模拟中具有10。时间步的稳定性．
本文将复频率参数完全匹配层（Complex Frequency Shifted Perfectly Matched Layer，CFS-PML）吸收边界应用到瞬变电磁法（TransientElectromagnetic，TEM）三维正演中，以替代传统的狄利克雷边界条件，使用时域有限差分法（Finite-dfference time-domain，FDTD）进行空间离散和时间步进．本文给出了扩散场在CFS-PML内部的平面波解，分析了常规...
局部波数法是进行重磁数据解释的常用方法之一．本文提出归一化局部波数法，该方法在不需要任何关于地质体信息的前提下能有效地完成异常的反演工作，且给出了不同归一化方式的应用效果．理论模型试验表明归一化局部波数法能准确地完成异常的反演，且通过对比发现其他归一化方式（中值、几何平均和调和平均）的计算结果相对算术平均归一化结果具...
提出混合ADI-FDTD亚网格技术开展频散介质GPR正演，即在物性参数变化剧烈局部区域采用细网格剖分ADI-FDTD计算，其他的区域采用粗网格剖分常规FDTD计算，ADI-FDTD突破了CFL条件的限制，可选取与粗网格一致的大时间步长，有效地提高了计算效率．本文首先基于Debye方程，推导了粗网格FDTD及细网格ADI-FDTD频散介质差分格式，着重对粗细两种网格结...
径向基神经网络（RBFNN）具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点，能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量．本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征，提出了一种基于汉南一奎因信息准则（HQc）的正交最小二乘法（0LS）学习算法（HOOLS）．该算法通过计算HQC的最优值来自动选择RBFNN的网络结构，避免了传统OLS学习...
套管非匀质性对于过套管电阻率测井响应会产生显著影响．首次采用数值模式匹配法模拟过套管电阻率测井响应，在此基础上分析了各种套管局部变化对于测井响应的影响．模拟结果表明，套管异常区域及其附近的测井响应出现异常变化，异常变化程度与套管参数局部变化程度呈现正相关性；通过模拟不同类型电极系还发现，双注入电极系对套管非匀质性具有...
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