320m高塔上的重力及其垂直梯度测量研究

在现代重力学和物理大地测量学的研究中,地面重力测量方法已相当完善且其测量精度已达微伽级。与之相比,航空重力和卫星重力测量的精度相对较低。而如何在地面上空的中程高度上实现高精度重力及其垂直梯度测量则是现代重力学中一直没有很     

珠穆朗玛峰大地水准面和高程的确定——兼述重力垂直梯度在其中的作用

众所周知,珠穆朗玛峰是世界上第一高峰,在公元1717年(康熙56年)出版的皇舆全览图中,已有珠穆朗玛阿林(珠峰)的记载。自它成为世界第一高峰后,既激起了登山者的兴趣,又引起了大地测量工作者的重视,后者关心的另一重要原因是由于它位于印度、欧亚板块的碰撞带交接处,根据它和邻近点的相对位移,可以推求板块水平运动和喜马拉雅山的隆升。为确定珠峰高程,首先要涉及高程的基准面即大地水准面,用本文提出的方法确定重力垂直梯度,由此结合重力异常和高程异常资料,即可获得这一基准面;用同样的方法求得地下深处的重力值,结合正常高资料,则可计算出珠峰的正高。     

21世纪以来青藏高原大震前重力变化

青藏高原自21世纪以来连续发生了多次大震:2001年昆仑山口西8.1级、2008年新疆于田7.3级和四川汶川8.0级、2010年青海玉树7.1级、2013年四川芦山7.0级地震、2014年新疆于田7.3级和2017年四川九寨沟7.0级大震.这些地震前,中国地震局在青藏高原开展过多期流动重力观测,并观测到震中附近可靠的重力随时间的变化.本研究综合利用地面绝对重力、相对重力资料,通过对多种重力观测资料的整体处理分析,研究了青藏高原区域重力场变化及其与大震发生的关系.结果表明:(1)大震易发生在与构造活动块体边界有关联的重力变化正、负异常区过渡的高梯度带上,重力变化等值线的拐弯部位,构造活动块体边界是物质变迁和构造变形差异运动强烈的地带,易产生剧烈重力变化,积累应力应变而孕育地震.(2) 2001年昆仑山口西8.1级地震发生在重力变化高梯度带与东昆仑断裂带交汇附近, 2008年汶川Ms8.0和2013年芦山Ms7.0地震发生在龙门山断裂带的重力变化高梯度带上, 2008和2014年两次于田Ms7.3地震发生在与康西瓦断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线及梯度带的拐弯部位,2010年玉树7...     

华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束

查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,本研究通过收集华南地区地震台站的波形数据,利用背景噪声面波和布格重力异常联合反演华南板块的地壳S波速度结构.结果表明:联合反演模型获取的布格重力异常与观测重力值拟合较好,印证了新方法的可靠性;上地壳内主要沉积盆地呈现明显的低速特征,地壳厚度由西到东呈现减薄的趋势,且在中地壳内,江南造山带南段的地壳结构呈现北东向的高低速带状穿插分布,在南北重力梯度带和江山-绍兴-萍乡-永州一线存在“蘑菇云”形状的中地壳隆升;随着深度的增加,在21～30 km下地壳,速度的横向变化不再与地壳浅层主要构造相对应,整个区域的速度分布呈现东高西低的趋势,且随着深度的增加这一特征越发明显;在30～40 km深度上,速度变化的东西分界与南北的布格重力异常梯度带近似重合.据此推测,江南造山带与扬子和华夏地块的构造边界分别沿着九江-常德-吉首-铜仁-百色一线和江山-绍兴-萍乡-永州-柳州-钦州一线;区...     

我国精密重力的相对联测

一、概述1956—1957年,我国与苏联合作,建立了全国重力测量控制网(重力基本点和一等点共103处),作为我国重力测量工作的基础,但当时使用的仪器精度很低,因此基本点的联测中误     

中国东部岩石圈新生代岩浆作用与构造格局初探

中国东部岩石圈新生代最重大的地质事件,莫过于形成跨越一切次级构造单元的大陆板块边缘活动带(简称陆缘活动带)。此带呈北北东向纵贯中国东部,西界大兴安岭、太行山、武陵山、雪峰山、苗岭及桂西山地的东麓,东邻西太平洋岛弧和边缘海,包括渤海、黄海、东海诸内海及南海的一部分。东西宽度1000多公里,与中国东部重力异常梯度带的范围一致。后者不     

用地表和空间重力测量验证全球水储量变化模型

综合分析了全球7台高精度超导重力仪长期连续观测资料, 在精密剔除了重力潮汐和地球自转变化重力效应的基础上, 获得了反映重力场季节性变化的残差序列. 同时, 通过局部的大气压观测数据, 分析了大气对重力的负荷影响, 通过全球陆地水和非潮汐海洋的数值模型计算了负荷效应对重力的影响. 数值结果表明, 大气和陆地水负荷对重力场观测的影响达到100±10^-9ms^-2的量级, 而非潮汐海洋负荷在沿海地区达到10±10^-9ms^-2的量级. 基于GRACE卫星重力确定的重力场球谐展开系数, 采用半径为600 km的高斯平滑技术获得了台站区域的月重力变化. 通过比较地表的超导重力观测和GRACE空间重力测量结果以及全球水负荷的重力效应说明: 地表和空间重力测量能够有效检测到由陆地水储量变化导致的重力场季节变化, 该变化达到100±10^-9ms^-2的量级. 这充分说明高精度的重力测量是检验全球水储量变化模型可靠性的重要手段.     

重力场分形及其在确定布格密度中的应用

在计算布格重力异常时,通常的办法是使所计算的布格重力异常与地形的相关性达到极小来确定这一平均密度或者使用类似的而更为简便的方法.这种方法的基础是假定地形是由刚性地壳支撑而不是由于均衡补偿.     

科技短讯

重力传播速度等于光速 把一根木棍放到水里,就会出现看上去比实际长度短的假象,因为光线偏转导致光源的位置发生了明显变化。科学家通过测量这个现象,终于定量地确定了物理学上最后一个未经测试的基本概念,即重力以光速传播。 牛顿认为重力是瞬时的,爱因斯坦假设重力以光速传播,然而从未有人测量过重力的传播速度。2002年9月,美国两位科学家作了史无前例的     

北京地区重力固体潮观测的结果

观测和研究固体潮有助于解决天文学、地球物理学、重力测量学、海洋学及地球动力学中的有关问题。 本文着重报道1977年10月10日至1979年2月19日在北京城区所作重力固体潮观测的结果。     

纵向岭谷区山地植物物种丰富度垂直分布格局及气候解释

为了解纵向岭谷区山地植物物种丰富度垂直分布格局,选取不同纬度的西双版纳(热带山地)、哀牢山、无量山、高黎贡山和白马雪山(亚热带山地)等5个地区为研究对象,对比分析了山地垂直高程范围内物种丰富度、面积及气候要素沿海拔梯度的分布特征及其相关关系.结果表明:研究区山地植物物种丰富度沿海拔梯度存在由平缓至递减(热带山地)和先增后减—物种丰富度在山地中间海拔最大(亚热带山地)两种格局;随着纬度的增加,山地植物物种丰富度沿海拔梯度最大值出现的位置依次升高;物种密度与物种丰富度垂直分布格局相同;从气候的角度而言,实际蒸散量作为区域水热平衡的表征因子,能较好地解释不同山地植物物种丰富度垂直分布格局及其异同;亚热带山地下部较低的植物物种丰富度受制于高温、少雨的气候特征,随着环境干燥程度的增加植物物种丰富度迅速减小.     

漠河日全食期间的重力异常

用高精度微伽级重力仪对１９９７年３月９日发生在中国东北漠河地区的日全食进行了连续、精确的观测．记录了日全食发生前后的重力变化,用以探讨日全食期间日、月引力场有无异常变化．经过数据整理、计算和分析,在日全食期间没有发现明显的异常．但在日食的“初亏”和“复圆”时发现两个“近于对称的、低于理论值 ６～７μgal（ｌμgal＝ １０～－８ｍ·ｓ～－２）的”重力低谷异常,对此作了初步的探讨．     

有限振幅的重力波在临界层附近的行为

采用全隐欧拉格式（FICE）对重力波波包在剪切风场中的三维非线性传播进行了数值虚拟，给出了波包在三维空间中非线性传播的过程，研究了重力波在临界层附近的一些传播行为：计算机结果表明，当重力波在背景风随高度增加的大气中顺风传播时遇到临界层，且非线性传播时临界层的高度比线性理论预言的临界层高度要低一些，重力波在遇到临界层以前，碧幅整体上随高度的增加而增加，但非线性传播时振幅增加的幅度小于线性理论的结果，重力波在遇到临界层时振幅减小，波能量随高度的增加而减少，在临界层量继续减少；非线性传播时重力波的垂直波长随高度的增加而减少。     

论“液态水的等差效应概念”及其在自然界中的应用

一,“液态水的等差效应概念”在自然界中是怎样形成和产生的? 由于水在大自然交替的循环中可以接连不停地形成和产生象图(一)中的“3”这种底部重力大于侧壁压力的单位立体液态水,并能使它的“13”这种开始降落点与“11”这种水平面、海平面及参考平面之间的垂直高度能发生变化,和“4”这种侧壁压力大于底部重力的单位立体液态水,并能使它的“13”     

青藏高原西部吉隆-鲁谷地区的重力场与地壳构造

根据青藏高原西部吉隆-鲁谷地区地面重力探测的最新资料,研究了该地区的重力场特征、测点高程与布格重力异常相关关系,并应用重力数据(结合地震测深资料)探讨了该区的深部地壳构造及地壳块体划分.结果表明:穿越该区的4条缝合带或断裂带将地壳区分为5个     

“接触引导”和重力场复合作用对L929细胞生长取向的影响

“接触引导”与外力场作用是影响细胞取向行为的两大因素. 本文通过软刻蚀技术在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)表面制作微米级沟槽图案, 研究了当重力场方向平行于材料表面且分别垂直或平行于沟槽方向时, 图案与重力的复合作用对L929细胞取向行为的影响. 研究表明, 当重力场方向和沟槽方向平行时, 由于“接触引导”效应, 大部分细胞(约90%)仍然沿沟槽(细胞轴向与沟槽夹角在0°~30°区间内)生长; 而当重力场垂直于沟槽方向时, 沿沟槽生长的细胞虽仍然占多数(约70%), 但比例显著下降. 该研究表明, 与重力因素相比, 虽然由沟槽图案所引起的“接触引导”效应对细胞的生长取向起主导作用, 但是当重力场与沟槽方向垂直时, 重力作用显著降低了“接触引导”的程度; 而当两种因素方向相一致时, 两者对“接触引导”的发生无明显的协同促进作用.     

喜马拉雅山南坡降水与河水中δ18O高程效应

水体中稳定同位素的垂直递减率不仅是反映稳定同位素水文循环过程的指标,也是重建青藏高原古海拔高度的重要变量.喜马拉雅山南坡垂直落差大,是直接监测研究降水与河水同位素垂直递减率的理想地区.本研究根据喜马拉雅山南坡沿垂直梯度从1320m到6700m的降水、雪冰以及河水的δ18O变化,计算了该地区降水及河水δ18O的垂直递减率.结果表明,喜马拉雅山南坡多年平均降水中δ18O的垂直递减率为0.15‰/100m,3个站点计算的δ18O在年尺度上的垂直递减率为0.17‰/100m.两个结果十分接近,但都远低于全球0.28‰/100m.而且还发现非季风期降水的垂直递减率高于季风期,而河水中δ18O的垂直递减率普遍高于降水.     

中国大陆重力分层异常图及其地质意义——地震层析成象的验证与联合应用

如何有效地验证应用地震层析成象方法得到的地壳、上地幔三维速度结构的可靠性和充分利用地震层析成象的结果,则是一个尚未很好解决的关键问题。本文提出的重力分层异常图方法,既给出地球内部介质的分层重力效应,又对地震层析研究结果进行了有效地验证。本文用该方法对中国大陆的资料进行了相应的研究。     

重力对反物质的作用

美国物理学家正在计划首次直接测量重力对反物质的作用。预定1987年初在欧洲核子研究中心(CERN)进行的该项实验将验证现代场论的基础一CPT(电荷共轭、宇称、时间)不变性的正确性。他们亦将寻找任何反重力的迹象。这种实验是很困难的,因为它需要慢速低能反     

为什么步行有益——帮助心脏工作的“肌肉泵”的秘密

当一个人长时间站立时,流向大脑的血流轻度减少,造成缺血,通常称为“脑贫血”。心脏不断向全身泵血,当身体垂直时,血液必然淤积在双腿,结果,由于血液淤积在双腿使流经体部的有效循环血量减少,因此流入大脑的血量也减少。身体直立时,头部位于血液提升的最高处,受重力影响最大,这种影响是致命的。如果靠近心脏的静脉压是零,那么足跟的静脉压约为12kPa(90mmHg),头顶的静脉压约为-5.3kPa(-40mmHg)。重力是造成静脉压不同的不可忽视的因素。尽管心脏是一个强力的血泵,它也不能轻松地克服重力的影响。正因为如此,人体联合一个“肌肉泵”的机制来…