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《2003年中国及邻区地磁场模型的计算与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2003年中国及邻区地磁场模型的计算与分析第28卷第2期2006年3月(141～149)地震ACTASEISMoLOGICASINICAV01.28,NO.2Mar.,2006文章编号:0253—3782(2006)02—014卜O92003年中国及邻区地磁场模型的计算与分析顾左文+安振昌'高金田"詹志佳"姚同起"韩炜"陈斌"1)中国北京100081中国地震局地球物理研究所2)中国北京100029中国科学院地质与地球物理研究所摘要根据2003年中国地区的135个测点和35个台站的地磁数据,建立了2003年中国及邻区地磁场泰勒多项式模型和球冠谐模型.在模型计算过程
2、中,细致地分析了模型的截断阶数和边界约束对模型计算的影响.结果表明,所使用的地磁观测资料是准确可靠的,模型截断阶数的选取是合理的.本文所建立的中国区域地磁场球冠谐模型与泰勒多项式模型具有良好的一致性.关键词地磁场模型计算泰勒多项式模型球冠谐模型中图分类号:P318.1文献标识码:A引言地磁场模型的建立和评价是一个复杂的过程,不仅涉及模型计算方法,而且涉及模型计算时的定解条件和计算技巧的选取,更涉及测点的布局和观测数据的处理过程等.以往的研究工作更多地关注于模型方法的数学表述,以模型的收敛精度作为模型的评判标准,甚至是唯一的评判标准,这显然是不完备的.建立地磁场模
3、型的方法有多种.例如,球谐分析,球冠谐分析和矩谐分析等.此类方法基于高斯磁位理论,在确定的定解区域和定解条件下展开并建立地磁场3个独立分量的统一模型.由于此类方法所获得的模型物理意义明确,研究者可以借该类模型对地磁场的三维结构及其变化过程进行理论分析与探讨(Reganetal,1975;Haines,1985;Mcknight,Tomlinson,1986;Alldredge,1987;Barton,1988;Newitt,1989;Haines,1990;安振昌等,1991;IAGADivisionV,WorkingGroup8,2000;Kote,Haok,
4、2000;安振昌,2002;Xuetal,2003;An,2003;顾左文等,2OO4);又例如,泰勒多项式和曲面样条函数等,此类方法分别对地磁场的独立分量在某一空间区域内的分布进行拟合.由于计算过程相对简便,因此在实际使用中,如制作嵌入式导航定位系统时此类模型有着广泛应用(夏国辉等,1991,1995;徐文耀等,2005;高金田等,2005).*中国科技部社会公益性专项项目(2001DIA10002/2002DIB10043)与中国地震局重点项目"中国地磁图(2005.5)编制"共同资助.中国地震局地球物理研究所论着05AC1033.2004-12-28收到初
5、稿,2005—12—21决定采用修改稿.+E-mail:guzw8_@sohu.120111142地震28卷虽然上述地磁场模型计算方法各有特色,但作为对特定区域,特定时间内地磁场的描述,彼此之间不应有显着的差异,否则就应对这种差异进行深入的研究,探索其存在的真实性,合理性和产生原因.本文使用2003年中国地区地磁场观测数据和IGRF2000的补充数据,在相同的计算区域上采用有代表性的泰勒多项式方法和球冠谐方法,分别建立2003年中国及邻区地磁场泰勒多项式模型和球冠谐模型,并对这两个模型的异同之处进行讨论.12003年中国地磁测量与数据处理2003年3—8月,中国
6、地震局完成了中国大陆地区135个地磁测点的地磁三分量测量(本次中国地区地磁场三分量普测自2002年5月开始,至2004年11月结束,共完成1119个野外测点的测量).在野外测量中,首次使用差分GPS测量系统,测量了测点经度,纬度,高程和地理方位角(Guetal,2006).在进行地磁场三分量测量时,每个分量观测了8组数据.使用中国地震局35个基准地磁台站的连续观测分均值数据,对野外磁测数据进行了日变改正通化.通化零时选为地磁活动比较平静的2003年5月4日16—18时(世界时,相应的北京时为5月5日O0一O2时).经日变改正通化后的磁测数据均方差均优于1.5nT
7、(总强度F),0.5(磁偏角D和磁倾角J).上述测量数据加上35个地磁台站同时的测量值共计17O地点的地磁测量数据,构成了2003年中国大陆地区地磁测量数据集(测点与台站的位置见图1).由于该数据集测点的平均间距为220km左右,这种测点的分布密度对于空间分布尺度小于1000km的磁异常(空间分布形态和数值)不能进行准确地描述,因此为了消除局部异常对整个模型的影响,图12003年中国地磁测点及地磁台站的分布(o地磁测点;△地磁台站I?IGRF计算点)2期顾左文等:2003年中国及邻区地磁场模型的计算与分析143在进行模型计算时,去掉了8个测量值与IGRF2000
8、计算值之差≥500nT的
