大气负荷的理论研究

大气负荷的理论研究

罗少聪[1]2003年在《大气负荷效应问题研究》文中指出随着现代大地测量技术和数据分析手段的日益提高,大气对各类物理场地表观测的负荷影响必须予以考虑,大气的负荷效应为直接效应(大气对地球表面及内部点产生直接吸引)和间接效应(大气作为表面负荷作用于地球,导致地球的弹性形变和内部质量的重新分布,产生附加位)之和,习惯上表示为大气格林函数(弹性项和直接引力项格林函数之和)和地表气压观测值的全球褶积积分.本文基于弹性地球对表面负荷的响应理论和标准大气模型,综合研究大气负荷效应的时间、空间和频率特征,为地表重力、倾斜、位移和应变等物理场的高精度连续观测提供精密大气影响改正模型.主要工作如下:第一章:介绍本研究工作的背景,简述和分析了大气负荷理论发展和取得的成就,选择本文采用的方法和技术路线.第二章:简要介绍大气负荷研究所需的气象科学知识、资料及其数据处理方法;建立相对湿度表示的大气比气体常数模型,利用地面温度和空间垂直温度梯度、压力变化的规律估算大气水汽组分变化对比气体常数的影响;对中国及邻区的地面气压记录进行了预处理和网格化.第叁章:简述球形弹性地球负荷响应解的基础理论和大气负荷效应的处理方法;建立大气重力和倾斜格林函数表达式.第四章:采用数值计算方法,研究了地球模型对弹性项格林函数及其对大气负荷响应的影响;利用理想气体方程和流体静力学平衡方程解算了吸引项格林函数,讨论各种因素对大气重力和倾斜格林函数及其对重力和倾斜的影响;基于球对称地球模型,给出了武昌站台站依赖的大气重力、倾斜格林函数.第五章:获得了大气对地表不同物理场观测影响的数值结果.利用实测地面气温、气压资料获得大气负荷效应时间序列的数值结果,研究大气影响的时间、空间和频率特征,分析经验公式的有效性,研究地面观测和数据分析大气影响和改正的方案;利用GGP台站超导重力观测资料,分析检验大气重力影响;分析IGS台站大气位移改正的可能性.第六章:利用数理统计理论研究大气负荷改正褶积系统的误差及其传播特性和使用功效,给出系统输出的精度估计,提出系统的优化配置原则.最后是本文的总结和展望.

刘会玲[2]2013年在《环境因素对GPS连续站位置时序的影响研究》文中研究说明环境因素变化导致地表发生形变,环境因素对地表垂直位移的影响约几十毫米,对水平位移的影响为垂直位移的1/3—1/10。环境因素对地表位移的影响严重制约GPS定位精度,因此在精度要求较高的空间大地测量时必须剔除GPS时间序列中环境因素引起的台站位移。本文基于弹性地球的地表负荷理论,采用最新的大气、非潮汐海洋、温度和陆地水数据,利用负荷格林函数或球谐函数将环境因素与台站GPS数据进行卷积积分,分析了环境因素引起的中国地壳运动监测网络的24个GPS基准站的位移变化。并对山东省6个GPS基准站进行了全球性环境因素改正和站点周边环境因素分析,最后将大气负荷、陆地水负荷和非潮汐海洋负荷进行了环境总负荷改正拟合,分析了GPS位移的季节性变化特征。研究表明:环境因素对GPS基准站定位结果的影响主要体现在高程方向,对东方向和北方向位移影响较小。大气负荷对中国地壳监测网络的24个GPS基准站垂直位移影响最大可达16mm,水平位移的影响最大为5mm;非潮汐海洋的影响最大为4mm,温度效应引起的GPS基准站垂直位移最大为lmm。环境因素引起的GPS基准站垂直位移变化具有明显的周期性,大气负荷、非潮汐海洋负荷周年初相位出现在8月份和9月份,半周年初相位出现在12月份和1月份;而温度、大气湿度、陆地水和地下水周年初相位出现在12,1月份,半周年初相位出现在8,9月份,这与我国气候的季节性特征相吻合。大气湿度对山东省GPS基准站垂直位移的影响最大可达7mm,地下水对山东省GPS基准站垂直位移的影响最大可达5mm。对山东省大气负荷、非潮汐海洋负荷、陆地水负荷进行了改正并将总环境负荷改正的拟合与原始GPS残差进行对比,发现环境因素改正可以较好的解释山东省GPS基准站垂直位移变化,对山东省台站垂直位移误差影响约为80%,并进一步分析环境负荷改正与原始GPS观测数据偏差产生原因。本文的主要创新之处:采用最新的全球环境资料,系统的研究大气负荷、非潮汐海洋负荷、温度效应对中国构造大陆24个GPS基准站位移影响,研究结果可以解释GPS观测结果代表真实的地壳形变程度,为GPS数据处理和分析提供参考;首次利用山东地区GPS基准站周边环境因素(大气湿度、地下水),研究GPS基准站周边环境因素对站点垂直位移的影响,研究结果可为相关区域提供参考。

李英冰[3]2003年在《固体地球的环境变化响应》文中研究指明大气负荷、内陆水负荷、海洋潮汐和非潮汐海洋负荷变化使得地表物质重新分布,从而使地表位移、重力、地倾斜和应变等发生变化,同时也会引起地心、大地水准面和地球自转的变化。环境变化引起的地表垂直位移可达几十mm,对水平位移的影响为垂直位移的1/3~1/10,对重力的间接效应可达几十μgal。在利用现代大地测量技术监测地表构造性运动时,必须将环境负荷效应从观测值中剔除,否则会严重污染测量的结果。同时,环境负荷引起的形变也可用现代空间大地测量和地面重力测量进行探测。 论文主要研究了固体地球环境变化响应的物理机制和计算方法,编写了相应的计算软件,利用气象数据和卫星测高数据进行了实际计算,对计算结果进行了相关分析,并与GPS测站坐标的时间序列进行比较,对GPS精密测量中的环境负荷改正进行了讨论。本文主要研究成果和结论为: (1) 系统地总结了环境负荷变化造成地表形变的计算理论和探测方法。将计算理论归纳为叁类:线性模型趋近、球谐函数趋近、格林函数趋近。线性模型趋近是将地球形变归因于当地环境变化,建立局部地区环境负荷变化与形变量关系:球谐函数趋近是将环境负荷进行球谐展开,然后结合负荷勒夫数进行计算;负荷格林函数趋近是将环境荷量与负荷格林函数进行卷积积分,得到测站在环境负荷作用下的形变。其中线性模型趋近方法简单,主要用于计算大气负荷引起的地表垂直位移和重力变化,并且计算精度不高,后两种方法可以计算各种环境负荷变化引起的地表形变,计算精度较高。综述了地表位移、重力变化的探测方法。 (2) 综述了温度变化引起地壳位移和应变变化的计算方法,编写了相应的计算程序,进行了实例计算。计算结果表明:温度变化引起的地表垂直位移的最大值不超过±0.5mm,应变的最大值为±0.4nstrain。 (3) 在经典的负荷理论基础上,从运动方程着手,定义了大气引力勒夫数,推导了高阶引力勒夫数、大气引力造成的地表位移、重力、地倾斜、应变等格林函数表达式,编写程序计算了引力勒夫数和大气引力负荷格林函数的理论值。定义了大气压强勒夫数,推导了大气压强格林函数的计算公式,编写程序并计算了大气压强负荷勒夫数和大气压强负荷格林函数。 (4) 基于理想大气模型,推导了空间大气密度与地面压强的关系,将大气引力格林函数转化为只依赖于地表大气压强的形式,结合大气压强负荷格林函数,得到了大气格林函数的实用计算公式和数值结果。将该数值结果同海洋负荷格林函数进行比较,发现二

岳彩亚[4]2017年在《基于CORS网的关中平原非构造负荷形变特征研究》文中指出近几十年中,随着GNSS观测技术的不断发展和模型精化,使得GPS单天定位精度在水平方向可达3mm左右,高程方向定位精度可达6mm左右;若对于长时间连续观测数据进行高精度解算,其水平方向和高程方向定位精度分别可达1mm左右和3mm左右。如此高的定位精度使得GPS等空间对地观测技术应用领域逐渐扩大。在全球参考框架下的中国大陆地壳运动速率约为每年十几个毫米,垂向运动振幅最大与最小差值在厘米级,因此基于GPS约束下监测局部区域地壳垂向运动成为可能。因此,本文基于GPS垂向时间序列变化,并扣除了大气扰动负荷和土壤水迁徙负荷的形变影响,最终实现了反演关中平原地区的地下水储量变化。(1)基于格值方法对所需解算测站进行均匀分区,避免了较短基线的出现,并选择最佳的参数估算模型和解算方案,得到N、E、U叁方向的高精度GNSS台站时间序列。(2)利用全球大气数据模型和全球土壤水同化数据模型以及基于球谐函数模型的球谐展开,定量地计算了大气扰动负荷和土壤水迁徙负荷对中国大陆区域地壳的形变影响;得到了中国区域内的2010-2016年时段内的平均大气导纳值。(3)将GPS时间序列按照每月一个值进行抽稀,并扣除以每月一值的大气扰动负荷形变和土壤水迁徙负荷形变,可得出GPS垂向时间序列振幅明显减小,说明二者对地壳垂向运动影响不可忽视。(4)利用扣除大气扰动负荷和土壤水迁徙负荷形变影响的GPS垂向时间序列,反演了关中地区地下水储量对地壳沉降的响应情况,符合实际。并利用流动重力台站定量的计算了关中平原地下水储量的变化,得出地下水储量总体而言相对稳定。为此地区经济建设和工程设计提供了重要的基础理论。

徐伟民[5]2012年在《中国大陆连续重力数据非潮汐量的获取与初步分析》文中研究说明“中国大陆构造环境监测网络”项目的设立和持续开展,及数字化地震前兆观测台网的建设,在全国范围内布设了监测地球活动的观测网络。重力是观测地球活动的重要技术之一,台站观测网络在此期间逐步建设起来,截止2012年1月,全国已经陆续投入工作的重力台站超过50个,广泛分布于中国大陆,为重力学的相关研究提供了宝贵的观测数据资料。目前,对台站重力连续数据的研究着重于潮汐理论研究和潮汐分析,并取得了很多重要成果,推动了相关学科的发展;而重力非潮汐量的研究较少,基于此,本文以台站重力连续观测资料为基础,展开重力非潮汐信息的分析和研究,旨在探索重力非潮汐量中包含的与构造运动及地壳形变等相关的信息。为得到重力非潮汐量,进一步探索其中包含的与构造运动及地壳形变等相关的信息。首先需要对台站原始重力观测数据进行预处理,去除重力台站仪器干扰和仪器的漂移;然后在此基础上,考虑大气负荷效应的影响,并滤除重力观测数据中占主要成分的潮汐分量,得到重力非潮汐量。为进一步分析重力非潮汐量中包含的信息,分析陆地水含量的影响,对非潮汐量进行初步分析。对于台站原始观测数据预处理,引入国际地潮中心(ICET)推荐使用当前最新的的标准潮汐数据预处理软件TSOFT,替代传统精度较低的数据处理方法,对覆盖中国大陆的28个重力台站自2008年起约3.5年的原始观测记录进行预处理,剔除原始观测资料中的干扰信号。同时,顾及对观测值影响较大的气象因素,采用单系数大气重力导纳值来计算大气负荷效应。在经过预处理后的连续光滑的观测资料基础上,基于软件TSOFT对观测值中复杂多样的漂移进行处理,采用分段曲线拟合漂移,获得同理论重力潮汐值趋于一致的修正后的台站重力连续观测值。然后,采用适用于小时值采样数据滤波的Pertesv's Filtering滤除观测值中的主要潮汐分量,获得重力非潮汐量,即台站位置重力场连续变化值。为考察获得的重力非潮汐量结果,引入GRACE卫星重力结果,对比分析两者的变化幅值和趋势,以验证非潮汐量的可靠性。进一步地,为分析重力非潮汐量结果中包含的主要信号,考虑到陆地水含量是重力场变化的主要影响因素之一,引入CMAP陆地水模型,对重力场变化和陆地水含量结果进行相关性分析,初步分析陆地水含量与重力场变化的影响关系。最后,以北京白家疃台站的重力连续观测记录为例,逐步对台站观测数据处理,估计相应重力潮汐观测量的功率谱密度,分析各潮汐观测值中的频率成分,同时,分析Pertesv's Filtering滤除潮汐分量的效果和能力。此外,还尝试在台站重力原始记录基础上,通过潮汐预处理软件TSOFT设置一定的参数提取地震动事件,并将结果与地震目录对比分析。本文的主要研究结果为:①TSOFT软件作为标准的潮汐预处理软件,预处理功能强大,能有效地处理台站重力连续观测数据中的各类干扰信号,获得连续的观测值。②分段曲线拟合能有效去除台站重力连续观测中非线性的漂移。③本文得到的重力非潮汐量结果变化量较小,绝大多数台站的变化幅值小于10微伽;同时,重力非潮汐量在月尺度上同GRACE卫星重力结果趋于一致。④陆地水含量是重力场变化的主要因素之一,重力场变化相对于陆地水含量有1---2月的时间延迟。⑤功率谱密度结果表明Pertesv's Filtering能有效滤除小时值采样的台站重力连续观测值中的主要潮汐成分。⑥基于潮汐预处理软件TSOFT在台站原始重力连续观测资料上能实现地震动事件的提取,结果与地震目录结果较为一致。本文基于覆盖中国大陆的连续重力台站观测网大量的重力观测数据,研究台站重力数据的处理和分析,尝试分析由板块运动、地壳形变等构造运动引起的重力变化。台站连续重力数据,同覆盖中国大陆的流动重力监测网结合,对大陆重力场变化的监测和研究具有重大意义。

张诗玉[6]2004年在《我国GPS基准站垂直位移季节变化的研究》文中认为本文基于弹性地球对地表负荷的响应理论,综合研究了大气、海洋、陆地水负荷对我国GPS基准站地壳垂直位移季节性变化的影响,并对中国地壳运动监测网络(CMONOC)基准站最新的垂直位移结果(1999~2003年)进行了分析处理,得到了25个基准站垂直位移的季节性变化特征。 本文的主要内容如下: 引言,概述了进行地壳垂直形变研究的必要性及研究方法和国内外研究现状;第一章,介绍了地表负荷的基本理论;第二章,介绍了一种稳定、可靠、精度高的用于计算高阶球谐系数的迭代方法,并引入快速傅里叶变换(FFT)技术以提高计算效率;第叁章,介绍了大气、海洋和陆地水负荷数据和GPS数据,并对1999年以来的GPS数据进行了预处理;第四章,计算了GPS基准站垂直位移季节变化的气象激发,并对总负荷的激发结果和GPS观测的结果作了较为全面的分析,得到了两者整体一致的结论;最后为本文的结论。 本文的主要创新之处在于:利用了目前最新的全球大气、海洋、土壤水和积雪负荷资料,以及中国区域50km空间分辨率的降水、蒸发、地表径流等资料:比较系统地研究了地表质量负荷变化对地壳垂直位移季节性的变化影响,在国内尚属首次;基准站垂直位移季节变化的气象激发研究成果可为中国地壳运动监测网络工程提供参考。

刘立[7]2011年在《负载潮对我国沿海地区精密定位的影响研究》文中进行了进一步梳理根据测站位移的海潮负荷改正理论,分别利用由卫星测高获得的全球海潮模型CSR4.0、GOT00、NAO99.b、FES2004和参数化的区域海潮模型NAO99JB,研究海潮负荷对我国沿海地区的影响,并计算了这五个海潮模型对中国地壳运动监测网络沿海地区基准站的影响,同时研究了大气负荷对GPS基准站的影响。本文的主要内容:本文第一章绪论,介绍了海潮负荷和大气负荷的国内外研究现状、研究的必要性和研究的意义;第二章介绍了负荷基本理论,包括地球模型、单位点负荷格林函数、勒夫数和位移负荷格林函数的理论;第叁章介绍了海洋潮汐现象、海潮图的确定方法、不同的海潮模型和海潮负荷计算方法;第四章介绍了利用全球海潮模型和参数化的区域海潮模型研究海潮负荷对我国沿海地区的影响和海潮负荷对天顶延迟的影响,并构建了我国区域海潮图;第五章介绍了大气负荷对基准站的影响;第六章概括了本文的主要研究内容,并对今后的研究工作进行了展望。本文的主要研究成果:1、在前人研究的成果的基础上,利用由卫星测高资料所获得的高精度的全球海潮模型研究对我国沿海地区的影响。结果表明在内陆地区,全球海潮模型的差异较小,而在沿海地区差异较大。2、利用不同的海潮模型计算的结果表明,海潮负荷对测站的影响表现出明显的复杂性,在内陆地区差异较小,而在沿海地区差异较大,而且海潮负荷对测站的影响垂直方向比东西和南北方向都大。其中O1、K1和M2潮汐波对我国区域的测站在垂直方向影响较大,K2潮汐波的影响较小。3、重点研究了参数化的区域海潮模型NAO99JB对我国沿海地区的影响,研究结果表明区域海潮模型更能反映我国沿海地区的特征,区域海潮模型对我国沿海地区的形变可达厘米级。把区域海潮模型NAO99JB集成到了gamit10.35软件中,实现了在数据处理中对我国沿海区域的海潮改正,可知海潮负荷对沿海地区的ZTD影响可达到厘米级,因此在高精度数据处理和GPS气象学中,要正确估计对流层延迟,就不能忽视海潮负荷的影响。4、构建了区域海潮模型NAO99JB在我国的八个主要潮汐波振幅的分布,从图中可以看出沿海地区的影响较大,对于M2潮汐波,低纬度地区的海潮负荷影响较大,而Q1潮汐波在低纬度地区的影响较小,从沿海到内陆,各个潮汐波的影响越来越小。5、发现了大气负荷与纬度和海洋负荷有关。随着纬度的增加,大气负荷的影响越来越大,在中高纬度的形变可达18mm,在赤道附近形变相对较小。大气负荷引起基准站地壳形变的垂直位移变化呈现非常明显的季节性变化。

盛传贞[8]2013年在《中国大陆非构造负荷地壳形变的区域性特征与改正模型》文中研究指明自上世纪90年代初以来,GPS空间大地测量学的迅速发展和全面应用,为全球范围各种规模尺度的地壳运动和构造形变观测提供了革命性的手段,使高精度、大范围、全天候、低成本的大地测量变成了现实。为及时把握GPS空间对地观测技术为防震减灾应用带来的机遇,我国先后于1997-2000年和2007-2012年实施了国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”和“中国大陆构造环境监测网络”,在中国大陆及周边建立了由260个连续GPS观测站和2056个非连续GPS观测站构成的高精度、高密度观测网络,为精细而定量地研究中国大陆不同构造区域的现今地壳运动方式和构造形变演化态势提供了至关重要的基础平台。近年来,随着GPS星座系统、观测设备、处理软件和全球服务的进一步完善和发展,在正常观测环境和规范测量方式下,基于约24小时的连续静态观测和标准化的GPS数据处理策略,已经实现以“数毫米”量级的精度(水平向优于3mm、垂直向优于6mm)获得站点在全球参考框架下的单日平均坐标。因此,通过对“中国地壳运动观测网络”等工程的各GPS站点进行长年累月的连续观测或间歇性的非连续观测,可获得其高精度坐标位置随时间变化的序列过程。据此,我们不仅能够估计各站点的平均运动速度,而且能够解析其运动变化过程,并直接获取到一系列量值较为显着的非线性变化现象,如同震位移、震后驰豫形变、活动断裂的慢地震滑移等等。但是,当我们关注和地震危险性相关的构造运动或地壳形变时,GPS站点坐标变化时间序列中所包含的一些系统性误差,尤其是一些非构造形变的干扰将不容忽视,因为许多非构造干扰(如时变的大气潮汐、区域海洋潮汐、陆地水负荷等等)所产生的地壳形变或站点位移,往往与构造形变处于同一量级。因此,如何从GPS的坐标变化时间序列中有效地分离和剔除各种非构造形变的影响,使其更好地服务于地震危险性监测与分析,一直是GPS大地测量领域兼具重要科学意义和迫切实际需求的研究课题。本论文以非构造负荷形变对中国大陆GPS坐标时间序列的影响为主题,以中国大陆及周边高精度连续GPS观测资料为基础,对不同区域时变大气潮汐、区域海洋潮汐和陆地水负荷所引起的非构造形变特征开展定量研究,并将改正模型应用于中国大陆连续GPS观测站和非连续GPS观测站的坐标变化时间序列中,获得了更加接近真实构造形变的结果,使其更加有效地反映构造形变。具体的研究和探讨主要有以下几个方面:(I)归纳总结国内外高精度GPS数据处理优化方法和先进策略,采用美国JPL的GPS前处理软件GIPSY和后处理平差软件QOCA,对中国大陆各区域典型连续GPS观测站数据进行了严密处理,获得了高精度坐标变化时间序列,为进一步分离和研究不同区域非构造形变特征提供了基础数据GPS坐标变化时间序列中既包含着一系列随机误差、模型偏差、参数误差,也包含地表负荷(如大气潮汐、区域海洋潮汐及陆地水负荷)引起的非构造形变信息。为了从高精度GPS时间序列中有效获取中国大陆不同区域的非构造负荷形变,我们选取了具有区域代表性的连续GPS观测站,并在严密的数据处理中采用了GIPSY软件的精密单点定位(PPP)策略和基于固定点法则的整网模糊度解算方法(Ambizap),同时,选用了国际上最新的先验对流层延迟模型ECMWF(European Centre for Medium-RangeWeather Forecasts)和对流层投影函数VMF1(Vienna Mapping Function1)、并纳入高阶电离层影响改正,对GPS数据处理的关键模型进行了优化。最后,通过联合平差与地壳形变分析软件QOCA,扣除了GPS时间序列中的构造形变(构造运动速率、地震影响等)及站点异常影响,突出了中国大陆各区域非构造形变。(II)分析研究了中国大陆及周边大气潮汐负荷的非构造形变影响,并针对目前国际上通用大气压数据中包含有许多虚假“潮汐分量”信号的实际情况,设计编制了一套20阶的Butterworth低通滤波器,有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响,并较好地应用于中国大陆各区域的GPS时间序列中大气受到日月引力潮作用和局部热力作用产生大气潮汐和质量的重新分布,由此可引起地壳的非构造负荷形变。基于GPS的高精度观测,可探测和分辨大气负荷形变的存在。大气负荷包含潮汐负荷和非潮汐负荷,总体的大气负荷形变在地球表面的最大量值可达厘米,主要出现在高纬度区域。我们的研究表明,对于中国大陆区域,大气潮汐现象所引起的垂向形变通常为亚毫米级,而北向和东向分量仅为垂向分量的1/10左右;其中,半日潮汐(S1)负荷形变振幅具有明显的纬度相关性,即同一纬度负荷形变的振幅基本一致,但相位随经度变化而不同。大气非潮汐负荷形变的计算主要利用实测大气压力资料,并通过格林函数积分获得。然而,考虑到目前国际上的大气压变化数据主要来源于ECMWF和NCEP等气象中心提供的重分析产品,由于模型缺陷、数据噪声和采样率等引起的混频效应,使这些大气压数据中包含有许多虚假的“潮汐分量”信号。理论计算表明,这种虚假的“潮汐分量”会对GPS时间序列产生垂向0.5-1mm、水平向0.1-0.2mm的偏差,使GPS时间序列产生周期为5-6天、半年和整年的多种波动,在GPS时间序列中不容忽视。为此,本文设计了一套阻带频率为1周/每天、阻带衰减为35dB的20阶的Butterworth低通滤波器,有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响,并获取了更加可靠的大气非潮汐分量。(III)通过对比多种全球海洋潮汐模型在中国海域的差异性,提出采用高分辨率区域海洋潮汐模型进行潮汐负荷形变的改正,可有效避免GPS时间序列中长周期的非构造形变虚假信号。并通过对目前卫星测高资料的分析,说明当下海洋非潮汐改正的实用效果尚不可靠,需进一步提高海洋非潮汐模型精度中国大陆东濒太平洋、南临印度洋,海岸线蜿蜒悠长,海水的潮汐变化和非潮汐变化均会引起沿海及内陆一定范围的非构造形变。由于几种全球海洋潮汐模型在中国海域的分辨率不同,我们发现纳入高分辨率的区域海洋潮汐模型,可对沿海GPS站垂向M2潮汐波产生平均量值达1.1mm的改善,最大的改正值可达5mm;若不考虑高分辨率的区域海洋潮汐模型,则会在GPS时间序列中产生“虚假”的长周期信号;而对于海洋非潮汐负荷形变,我们基于目前高精度卫星测高资料对沿海区域GPS观测站时间序列进行海洋非潮汐负荷形变改正后,仅少数站点的时间序列有所改善,究其原因在于目前的卫星测高资料仍不能完全满足高精度海洋非潮汐负荷形变计算和改正的要求。考虑到海洋非潮汐形变的最大振幅小于1mm,因此,我们建议在GPS数据处理和时间序列分析中,可暂不考虑海洋非潮汐负荷形变的影响。(IV)结合GRACE时变重力场和全球陆地水资料NCEP的各自优势,尝试研究了一种数据同化方法,获得了中国大陆兼顾时-空分辨率的陆地水负荷时变资料,并据此计算了不同区域的陆地水迁徙负荷形变。在此基础上,分析评估了该方法对GPS时间序列的改正的效果陆地水负荷所产生的地壳形变,在所有非构造形变中量值最为显着。中国大陆不同区域的陆地水负荷形变差异,可达厘米量级。GRACE时变重力场和全球陆地水资料(NCEP)为目前计算陆地水负荷形变最重要的基础资料,两者均能反映陆地水的短期变化。其中,GRACE时变重力场不仅反映土壤湿度影响,而且还反映地表水和地下水影响,因而具有较高的精度,但存在时间分辨率较低的问题。全球陆地水资料(NCEP)提供0-2m深度范围的土壤湿度和积雪负荷,具有较高的时间分辨率,但不包含地表和地下水资料。针对两种资料各自的长短优劣,我们尝试研究了一种数据同化方法:以GRACE资料为主,以NCEP作为陆地水短时变化的有效补充,使陆地水负荷资料兼具GRACE在长时间尺度上的高精度和NCEP在短时间尺度上高分辨。基于同化结果,我们就中国大陆不同区域进行了验证分析,并利用小波分析方法讨论了陆地水迁徙负荷形变与GPS时间序列在低频分量的相关性及改善程度。结果表明,当陆地水迁徙负荷形变量大于GPS观测噪声时,改正效果明显。而对于信噪比较小的区域,改正效果较差甚至负面。(V)以连续GPS观测资料和GRACE同化资料为基础,采用支持向量回归方法(SVR)联合反演区域非构造负荷形变模型,并针对中国大陆地表水变化显着性差异较大的两个典型区域,验证分析了该方法对连续GPS和流动GPS观测站时间序列的改善效果高精度GPS可直接探测到地表的非构造负荷形变,但往往包含有站点局域干扰和环境模型误差等方面的影响;而基于地球物理模型亦可获得各种地表负荷所引起的“理论形变”,但地球物理模型参数的精度缺陷和输入资料的时空分辨率可能导致理论计算结果的偏差。为此,我们尝试以连续GPS观测资料作为基本观测量,以GRACE同化资料为约束,采用SRV (Support Vector Regressing)方法联合反演区域非构造负荷形变。在滇西地区和陇中黄土高原区域实际应用和效果验证表明:联合反演方法兼顾了GPS和GRACE资料的特点,并纳入了物理意义明确的模型约束,可避免对连续GPS的单一依赖,且联合反演结果能明显改善非连续GPS观测的时间序列。

董指钢[9]2007年在《中央空调系统免费制冷技术的经济分析》文中指出随着中国经济的持续快速增长,对能源的消耗需求日趋紧张。如何降低单位GDP的能耗水平,已经成为一个迫在眉睫的问题。而建筑空调系统节能,尤其是商业建筑,已经成为这一趋势下的必然课题,其中免费制冷技术以其成熟的理念以及在一定区域内的成功应用,显示出一定的经济性,也引起了空调界业内人士的关注。免费制冷系统是一种在室外湿球温度比较低时,在不运行制冷机组的情况下,为建筑物提供冷水的空调节能系统。本文在收集和整理国内外的一些研究成果的基础上,从免费制冷的原理出发阐述免费制冷技术的各种形式及其各自的特点。针对该技术使用的特点—应用于过渡季节和冬季,分析讨论了免费制冷的供冷性能和影响免费制冷系统运行的主要因素—室外大气湿球温度和建筑物需求负荷。引入了冷负荷供需指数的概念,讨论了该指数的内涵和意义,并就影响该指数的叁个因素展开分析研究。然后模拟了一幢综合建筑物,进一步阐述了广州等五地冷负荷供需指数的变化情况,并分析了免费制冷技术的节能状况和潜力。最后,研究了上海商城免费制冷系统,并通过2006年的测试,拟合出免费制冷系统的节能公式。然后分析了广州等五地潜在的节能空间。并运用正交试验进行了主要因素的显着性分析,为该技术的推广提供了技术支持。

吴金顺[10]2007年在《屋顶绿化对建筑节能及城市生态环境影响的研究》文中进行了进一步梳理介绍了目前世界及我国的能源与能耗的形式,分析了我国的能源结构及我国现存的能源问题。结合我国及世界上出现的环境问题,并从长远的经济发展的角度论述了节约能源的必要性。介绍了屋顶绿化在世界上的发展状况,并分析了屋顶绿化在节能及调节建筑微环境的积极作用,证明了屋顶绿化在节能降耗方面的重要意义。从理论上分析了植被层的热湿交换机理,并对本实验模型进行了适当的简化,建立了理想化植被层的热湿交换的数学模型,对部分热湿平衡方程进行了分析求解。通过实测数据对方程的解进行了误差分析。建立的带绿化屋顶的房间和普通房间两类实验模型,测试了温度、湿度、太阳辐照度、热流值及风速等参数,对分析了两类实验模型在不同天气条件下的热工特性,并找到了影响建筑热工特性的因素。计算了绿化房间和普通房间的夏季冷负荷,进行了一次能源消耗的转换计算,得到绿化房间在一年内节约的一次能消耗量、CO2、SO2、NO2及显热减排量。给出适用于此类屋顶绿化建筑的能耗与各个影响因素的实验关系式,并给出了投资与回收的关系式;为进一步研究绿化屋顶在节能降耗方面的工作奠定了良好的基础。阐述了屋面绿化在室内热舒适性方面的积极作用,从PMV的角度量化了舒适性提高的程度;并分析了屋面植被对室外环境的调节作用,包括:节约建筑能耗、降低“温室效应”、缓解“热岛效应”、等方面。同时,屋顶绿化可以显着提高室内热舒适性。

参考文献:

[1]. 大气负荷效应问题研究[D]. 罗少聪. 中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所). 2003

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大气负荷的理论研究
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