中国大陆地区雷暴上方的巨大喷流

巨大喷流(gigantic jet)是发生在雷暴云上方的一类大尺度瞬态放电现象,将雷暴云和电离层直接电连接起来.与发生在雷暴云上方的其他放电现象相比,巨大喷流很难在地面观测到.2010年8月12日晚,在我国大陆地区黄海附近雷暴上方(雷暴中心位于35.6°N,119.8°E)观测到一例巨大喷流放电事件,这是迄今为止观测到的距离赤道最远的发生在夏季雷暴上方的巨大喷流.研究结果表明,观测到的巨大喷流放电顶端约位于地面上方89km.产生巨大喷流的雷暴是一个多单体雷暴,巨大喷流出现在雷暴发展阶段,云顶最低亮温约为73℃,最大回波顶高为17km,45dBZ雷达回波顶高位于12～14km.与已有研究结果巨大喷流产生前后正地闪占主导不同,本文得到在巨大喷流产生前后负地闪占主导,而且负地闪在整个雷暴过程中占主导,表明产生巨大喷流雷暴的雷电活动特征存在多样性.另外,本文观测结果是两个雷暴过程产生了两类不同的放电事件,产生巨大喷流的雷暴仅产生了这次巨大喷流,而另外一次雷暴则只产生了5次红色精灵.这一研究结果丰富了对已有产生巨大喷流的雷暴的认识.此外,由于本文观测到的巨大喷流处在台湾FORMOSAT II卫星搭载的ISUAL(Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightnings)观测设备的有效探测范围(30°S～30°N)之外,因此,本文也是对台湾卫星观测结果的有益补充.     

超级单体雷暴中闪电VHF辐射源的时空分布特征

利用闪电VHF辐射源高时空分辨率的三维观测资料, 对3个超级单体雷暴的闪电VHF辐射源的时空分布特征进行了分析, 结果表明对流风暴中的闪电洞(即闪电空白区)或闪电环(即环状闪电空白区)与强上升气流密切相关, 闪电洞的直径可达5~6 km, 持续时间长短不等. 在产生龙卷风的灾害性风暴中, 闪电洞的持续时间有时长达20多分钟, 且闪电洞出现在龙卷风发生之前. 在龙卷风发生期间, 闪电洞最为明显, 并在闪电洞上方15~16 km高度有独立于其他闪电的辐射发生. 在闪电洞周围, 闪电通道呈顺时针方向的旋转状, 且没有明显的双层结构, 闪电洞对应于雷暴中的强上升气流区, 闪电辐射源时空分布特征在一定程度上反映了雷暴的对流结构. 同时, 在这些雷暴中主要以大量正极性地闪为主, 正地闪的发生频数最大可达6次/min, 正地闪峰值有时出现在龙卷风发生之前, 有时在之后.     

两次超级单体雷暴的电荷结构及其地闪特征

利用闪电VHF辐射源高时空分辨率的三维观测资料, 针对二个超级单体雷暴产生的地闪的时空分布特征和电荷结构进行了分析, 结果表明在这两个雷暴产生大量正地闪期间, 雷暴的主体部分(对流区)雷暴电荷结构呈反三极性, 正地闪主要发生在雷暴的主体部分, 并由中部的正电荷区产生; 在大量负地闪发生期间, 负地闪主要发生在雷暴的砧体部分, 由于雷暴主体部分的电荷结构向砧体区的倾斜, 云中砧体部分电荷结构为反偶极性, 上部负电荷区产生了大量负地闪. 雷暴最下部的电荷区很少直接产生对地放电, 但对其上部电荷区的对地放电的发生具有重要作用.     

一次单体雷暴云的穿云电场探测及云内电荷结构

自行设计制作了携带GPS的强电场探空系统, 可以获取探测路径上的电场垂直分量、温度、相对湿度和GPS定位数据. 2008年夏季, 在地面大气平均电场仪以及一部X波段天气雷达的配合下, 在甘肃平凉地区进行了雷暴云内的电场探空实验, 获得了中国内陆高原地区雷暴云内的电场廓线资料. 通过对一次过顶雷暴活跃阶段的探空资料分析, 表明在雷暴云及其下边界存在4个电荷区域: 在海拔高度4.3~4.5 km之间(云底)存在一个负屏蔽电荷层; 在4.5~5.3 km存在一个正电荷区, 对应3~2℃温度层; 在5.4~6.6 km存在一个负电荷区, 对应温度–3~–10℃; 在6.7~7.2 km存在一个正电荷区, 对应温度–11~–14℃. 本文提供的观测结果支持中国内陆高原地区雷暴云内(0℃层之上)存在三极性电荷结构, 但下部正电荷区较正常三极性结构要强的结论.     

形形色色的闪电

在世界的许多地方,每天都有电闪雷鸣尽情肆虐,特别是在夏天的雷暴天气里,击向大地的雷电每秒可多达100次。闪电现象是如此普遍又频繁,而我们对它的了解却十分有限。尽管我们已经知道,闪电是天地之间的一种放电现象,它发生在云层之中,也发生在带电云层和大地之间,雷电发生时,带电粒子以极快的速度在大气中划过。但是,我们却无法预测下一次雷电会在何时何地发生,我们也不清楚大自然的雷电现象中究竟有多少秘密等待着我们去发现。     

趋利避害 变灾为“宝”

“降服”雷电 雷电是大自然的一种放电现象。据统计,地球上每小时约有1800～2000次雷雨,每秒钟约发生100次闪电,不到两秒钟打一次雷,一年中共闪电31亿5360万次,打雷1600万次,其中40％是在同一地点重复出现3～4次。一次闪电的放     

人工“捉”惊雷

在我们这个地球上,平均每秒钟约有100次雷电发生。雷电具有极大的能量,仅一次普通的雷电就可产生10万安培的电流和4×10~6焦耳的能量。这股强大的能量有时会给人类带来巨大的灾难:它可以击中升空的火箭和飞机,可以摧毁和破坏高层建筑.可以劈裂粗大的百年老树,可以扭曲坚韧的金属     

行行色色的闪电

在世界的许多地方,每天都有电闪雷鸣尽情肆虐,特别是在夏天的雷暴天气里,击向大地的雷电每秒可多达100次。闪电现象是如此普遍又频繁,而我们对它的了解却十分有限。尽管我们已经知道,闪电是天地之间的一种放电现象,它发生在云层之中,也发生在带电云层和大地之间,雷电发生时,带电粒子以极快的速度在大气中划过。但是,我们却无法预测下一次雷电会在何时何地发生,我们也不清楚大自然的雷电现象中究竟有多少秘密等待着我们去发现。     

电闪雷鸣

夏天到了,雷电现象多起来。据统计,全世界每年平均发生雷暴约1600万次,平均每小时有1800次之多。望着那撕破夜空的亮光,听着那轰隆隆的雷声,人们不禁要问,难道老天真的会发怒？在中国古代神话中,雷公和电母掌管着雷电的发生,而西方则认为闪电是上帝在点火。1752年,富兰克林做了著名的风筝探测雷电试验之后,雷电的本质才逐渐被人类认识,并在20世纪20年代至30年代,逐步形成了一门专门研究闪电和雷的物理特性、形成机制等的学科──一大气电学。电荷从何而来通过研究,人们已经达成共识,闪电是一种大气放电现象,而这种放电会在大…     

云南景洪县怕冷橄榄岩-闪长岩型杂岩的地球化学特征及其构造意义

云南景洪地区临沧花岗岩基南段的东侧,出露有许多小规模的长英质至超镁铁质的杂岩体,其中以花岗岩和闪长岩数量最多,规模也较大,辉长岩较少(部分单独出现,另一部分产于闪长岩体内部),辉石岩和橄榄岩的规模和数量更小,且无例外地被包裹在闪长岩体内。以怕冷岩体为例,该岩体呈弯月状产出,南北最长9km,东西宽约6km。岩体西部与晚元古代的澜     

闪电创造奇迹

在云层上方"跳舞" 2021年5月9日凌晨时分,我国贵阳市的上空出现了罕见的闪电——"红色精灵".它们像绚丽的红色烟花,跳动着,盛放在高空中,虽然并不是很明亮,却让人感觉到十分壮观."红色精灵"是地球大气层顶端的一种高空放电现象,通常出现在雷雨云的上方,人们只有在离开雷雨天气几十千米外的地方,且观测条件十分良好的情况下才能见到.它们的存在非常短暂,一般不会超过0.1秒,最快的甚至只有几毫秒,而且发出的光很暗淡.     

利用雷暴闪电事件监测电离层D层日间波动

电离层D层探测一直是空间科学领域的难题.目前利用闪电为辐射源来探测D层是近年来国外学者研究的热点.从2011年开始,课题组自行组建了江淮流域6站同步闪电观测站网.基于该站网,本文实现了一种使用负地闪回击甚低频(VLF)辐射信号来探测电离层D层特性波动的方法.给出的一次雷暴过程中计算D层反射高度变化的个例分析结果验证了方法的有效性,同时结果显示:(1)日间电离层D层对负地闪回击VLF信号的等效反射高度基本介于60~75 km,总体上表现出与太阳天顶角一致的变化趋势;(2)D层等效反射高度的短时波动与太阳X射线爆发之间存在显著的负相关关系;(3)比对当地水平面上X射线辐射通量密度的变化曲线与D层反射高度曲线,显示后者相对前者存在3~4min的时间延迟.结果初步展现了具有事件定位和连续波形记录能力的闪电观测站网在电离层D层探测方面的巨大潜力.     

朝鲜第六次核爆后InSAR地表形变测量与分析

利用InSAR小基线集(SBAS)方法得到了朝鲜第六次核爆后其中心17 km×22 km范围内一些部位不同时刻(2017年9月10日～2018年6月1日每12 d间隔)的累积地表形变量.将这些测量点依空间相邻关系聚集成14个集合,按照集合内各点平均相干性进行加权平均得到各集合的累积形变量.观测结果显示:(1) SBAS-InSAR能有效观测第六次核试验的热辐射后效阶段形变过程,爆炸中心附近在爆炸后10余天仍存在地表抬升现象,随后开始下沉,不同地方下沉速率和下沉量不同;(2)在冬春季可观测到可能主要因围岩内裂隙水冰冻带来的地表下沉减缓甚至抬升的现象, 2018年5月24日因朝鲜对部分核设施进行爆破使地表形变出现抬升.研究结果表明:(1)第六次核试验的热辐射后效阶段主要表现为围岩受高温高压作用变酥变软,变质后的围岩在重力作用下被压实并开始下沉,沉降的时间过程可以用Weibull模型进行拟合分析;(2)考虑受核爆影响的变质岩层厚度等因素建模分析最大沉降量,得到了爆炸中心垂直向影响距离约为1800～2300 m,变质后的岩石形变系数约为7×10~(-5)～8×10~(-5),统计拟合优度为0.8,P值接近于0.     

阿尔金断裂带印支期走滑活动的地质及年代学证据

阿尔金断裂带中段出露一套花岗质和角闪质糜棱岩及糜棱岩化岩石,初步研究表明这套岩石是左行走滑剪切过程中同构造深熔作用的产物,是韧性转换挤压作用的结果。同剪切深熔作用形成的花岗质和角闪质糜棱岩中,分选出深熔成因的长柱状锆石和残余的变质成因次浑圆柱状锆石两种类型。单颗粒锆子离子探针（SHRIMP）定年测得两组年龄,其中461－547Ma年龄组为次浑圆柱状残余的变质成因锆石的年龄,另一组239－244Ma为长柱状深熔型锆石的年龄,这种锆石在岩石中定向排列,其晶体长轴方向与拉伸线理方向一致,代表走滑剪切过程中的构造应力方向。测得同样糜棱岩样品中定向生长的角闪石的^40Ar-^39Ar年龄为223－226Ma。以上地质学及年代学证据表明同构造深熔作用发生在印支期,说明阿尔金断裂带至少在印支期发生了强烈的走滑运动。     

腾冲火山区S波速度结构与岩浆活动特征

腾冲位于青藏高原东南缘印度与欧亚大陆碰撞边界,是中国最年轻的火山区之一.全新世以来的火山主要分布在腾冲盆地的中央,由北向南形成一个串珠状的火山链.为了研究这一地区的壳内岩浆活动以及与火山分布的对应关系,我们在腾冲盆地开展了为期一年的流动地震观测,利用记录的远震波形和接收函数方法反演了台站下方的S波速度结构.结果表明,打鹰山、大-小空山、黑空山存在一个相互联通的岩浆囊,它的深度为6~15 km,南北方向宽约16 km;火山湖具有一个相对独立的岩浆囊,它的深度为9~16 km,南北方向小于8 km,上述两个岩浆囊的深部热流通道位于黑空山与火山湖之间.在测线南端,老龟坡火山下方的低速特征十分突出,岩浆活动集中在10~25 km深度之间,有可能受到大盈江断裂与腾冲火山断裂相互交汇的影响,它与邻近的马鞍山属于另一个岩浆存储系统.火山区的莫霍面深度在38~41 km之间,在大-小空山下方出现局部抬升,部分台站的壳幔边界具有过渡带性质并呈开放状,有可能成为热流物质由地幔进入地壳的上升通道.     

苏鲁地区地壳深部太古代残留岩片:来自航磁资料的证据

通过对新编1︰100万航磁资料处理和三维反演, 发现在苏鲁地区地壳深部约20~25 km处存在一规模巨大的呈北西方向展布的强磁性体, 从郯庐断裂带西侧向东侧延伸, 其埋深在断裂带两侧出现3~5 km的变化, 东侧约为20 km, 西侧约为25 km, 推测该磁性体为华北陆块地块太古代变质岩系的残留体. 这一磁性体的发现对于探讨苏鲁造山带构造模式和华北陆块地块与扬子陆块地块碰撞的缝合线位置以及认识郯庐断裂带东侧上层地壳向北推移底界滑脱面的位置等问题有重要的启示.     

赛丁泉彗星近距离飞越火星

正2014年10月19日,在一次罕见的宇宙亲密接触中,赛丁泉彗星以139 500 km的距离(仅为地球到月球距离的1/3)嗖地飞越了火星。大约100分钟之后,由彗星喷发的尘埃云也包围了这颗红色的星球并在之后离去,而位于火星轨道上的人造探测器"们"则安然无恙。赛丁泉彗星如今正为了完成它的终极之旅而向着太阳飞奔,来自后者的引力无情地将其从太阳系     

四川九寨沟M_s7.0地震主震及其余震序列精定位

采用基于三维速度模型的定位方法,测定了九寨沟M_s7.0级地震的主震位置,震中为103.806°E,33.201°N,震源深度为20.4 km.使用最近一个强震台(51JZB)的S-P到时差,估算了主震初始破裂点的深度不浅于14.3 km.利用流动观测获得定位精度较高的余震,对早期余震位置进行校正,并采用双差方法对震后一个月的余震进行了重定位,获得了3030个地震的位置.余震呈北西西向的条带状分布,长约42 km,余震北临塔藏断裂,南接虎牙断裂北端.主震位于余震带的中央,其两侧各有长约20 km的余震带,西北侧有一长约5 km的余震稀疏段.西北段余震深度较浅,余震带宽度约6 km;东南段余震深度较深,余震带较窄,约4 km.余震震源深度的优势分布范围在4~20 km之间.发震断层倾角较陡,平均值约为84°.断层倾向和倾角沿走向方向有明显变化,断层在浅部向西南倾斜,深部略向北东倾斜.主震初始破裂点深度大于矩心深度和余震平均深度,地震破裂由深向浅传播.余震沿断层走向有明显的时空扩展特征,震源区可能存在余滑.     

2011年日本本州东海岸附近9.0级地震活动特征

分析了2011年3月11日日本本州东海岸附近9.0级地震序列的时空演化特征及该次地震前日本海沟附近地震活动特点:①本次特大地震为前震-主震-余震型,前震序列具有空间分布集中、低b值、震源机制一致的特点;②主震后0.5h先后发生最大余震7.9级和次大余震7.7级,其后强度迅速衰减,主震后半个月和1个月左右余震出现起伏增强活动.本次地震为双侧破裂,主震后5h,余震区展布在长500km、宽300km范围内;3月12日后余震区长轴略有扩展,约600km;③9.0级地震震前9a,震源区附近出现了中强以上地震的显著增强活动,增强区范围大体与余震区相当.     

内蒙古野及里辉长岩的Sm-Nd定年

野及里辉长岩体位于甘肃省金川超大型硫化铜镍矿区北偏东仅约100km处.它处于中朝地块西南部的阿拉善边缘隆起区.野及里辉长岩体侵入于前寒武纪的黑云母斜长花岗岩与钾长花岗岩和角闪花岗岩的接触带中.它在地表呈北东45°方向延长,向北西凸出的半月形,北东向长约3.6km,北西向宽约2.1km.该岩体的西北部及中部发现有钛铁矿和磁铁矿的