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球冠谐和分析

时间:2022-01-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:Thébault E等提出修订的球冠谐和分析方法,可以利用不同高度的数据建立区域磁场模型。
球冠谐和分析_重磁与时间域电磁

1.3 球冠谐和分析SCHA

加拿大的Haines G V最先求出了球冠范围边值问题的解析解,用这种球冠谐和分析(Spherical Cap Harmonic Analysis,SCHA)技术建立了加拿大地磁参考场,这是一种建立区域磁场模型的比较严格的数学方法。Haines G V建立的这个加拿大地磁参考场模型,包括最短波长为500km的成分,若用球谐分析方法SHA,要求展开式中包含500km的成分,则截止阶数N应等于50,展开式有2600个系数,而SCHA模型只需要289个系数,显然,为了达到同样的分辨力,SCHA的计算工作量要小很多。

一些国家的科学家用SCHA方法建立了本国的区域场模型,安振昌等利用SCHA方法和MAGSAT数据制作了中国的卫星磁异常图。显示SCHA垂直异常图,由图可见四川盆地和塔里木盆地有明显的正异常,西藏有明显的负异常。塔里木盆地异常形态比较特别,它向西偏北延伸、向东偏北延伸,包含许多信息,在以后分辨率更高的卫星磁测结果中将会显露出来,见第3章。

Thébault E等提出修订的球冠谐和分析方法(Revised Spherical Cap Harmonic Analysis,RSCHA),可以利用不同高度的数据建立区域磁场模型。他们利用地面台站、航磁和卫星数据建立了法国和德国的岩石圈磁场模型,分辨力为30km。RSCHA还有另一个用途。目前球谐展开阶数最高的两个地磁场模型,一个是POMME4.2S,另一个是NGDC720,两者nmax=N=720,分辨力为50km,高斯系数在50万个以上。如果用SHA表示波长从5km到3000km的地磁场,则需要nmax=N=8000,6400万个以上的高斯系数,计算工作量大得惊人。Thébault E等提出利用锥角14°的560个球冠覆盖全球,用RSCHA对每个球冠建模,然后缝合起来构成全球模型,可以正确反映长波长成分,又可更好地分别反映短波长的特点,而且可以减少计算工作量[14~17]。

中国地震局地球物理研究所的科技人员应用球冠谐和分析方法,对中国地区1129个野外地磁测点和36个地磁台观测数据进行了计算,获得了2005.0标准地磁年代中国大陆地区地磁正常场空间分布,如图17~图110所示,由这些图,我们可以了解我国大陆及邻近地区正常地磁场的分布状况[18]

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图1-7 中国大陆2005.0正常地磁场分布图(D)球冠谐和分析模型[18][单位(°)]实线表示正值,点线表示负值

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图1-8 中国大陆2005.0正常地磁场分布图(I)球冠谐和分析模型[18](单位:nT)

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图1-9 中国大陆2005.0正常地磁场分布图(总场F)球冠谐和分析模型[18](单位:nT)

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图1-10 中国大陆2005.0正常地磁场分布图(Z)球冠谐和分析模型[18](单位:nT)

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