地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

频率依赖转换函数与地球极移激发

 初步建立了地球的频率依赖响应理论,导出了频率依赖的极移转换函数及相应的新极移理论。利用目前最精确的长短期海潮模型、海洋极潮模型,以及该文导出的经极移观测约束的地幔滞弹性模型、地球似流体形变模型,导出了频率依赖的Love数半理论模型,进而导出了频率依赖的极移转换函数,改进了Chen & Shen [2010] 提出的极移激发理论;同时,检验了模型内关键参数误差对模型精度的影响,证实了该模型/理论的稳定性与可靠性。融合各国际机构发布的地球物理流体模型建立了与极移观测更加吻合的新地球物理流体模型;采用频率依赖响应的极移理论可以提高极移观测与地球物理流体模型之间的吻合程度,大气、海洋和陆地水变化是导致全球季节性物质迁移的主要原因。综合比较了国际上不同机构发布的大气、海洋和陆地水模型的优势和不足,指出所有模型估计的地球物理激发误差均远大于由极移观测得到的观测激发,进而提出了一种基于傅立叶变换的最小差异法来融合不同机构发布的数据,构建了一组联合大气、海洋和陆地水模型,该组模型相对于原模型有了明显改进,可显著减小观测残差(参见 1 2);最后,利用这组联合模型检验了Chen et al. [2013a] 所提出的极移激发理论的正确性及相对于传统理论的优越性:融合可显著减小观测残差中的周年、半年等周期性信号,而采用新理论则可进一步减小周年及Chandler周期的残差信号(参见 3)。这表明,融合模型对周年、半年等周期性全球大气、海洋和陆地水变化描述更为准确,而新极移理论描述的极移激发过程比传统理论更接近于地球的真实情况。

 1  融合后的大气、海洋和陆地水数据可显著减小观测残差

 

 2  融合后的大气、海洋和陆地水数据与实际观测在不同频段的符合程度均优于原模型

 

 3  新理论可显著减小观测残差中的周年、半年等周期性信号

    成果在国际权威期刊JGR上发表。

 

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