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全球尺度大地电磁响应高精度模拟及海洋效应分析
1
作者
任政勇
李仁杰
+2 位作者
陈超健
姚鸿波
杨聪
《地球物理学报》
北大核心
2025年第7期2806-2821,共16页
SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集...
SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集,本文以整个地球为研究对象,提出了一种基于四面体矢量有限单元的全球大地电磁高精度快速正演方法,该方法能够考虑电离层非平面波场源并准确模拟真实陆地与海洋的影响.本文首先讨论并构建了球坐标系下的大地电磁电离层电流源的数学物理模型,推导了球坐标系下的大地电磁场边值问题,并采用四面体矢量有限元方法精确模拟了陆地和海洋的实际影响.同时,通过MPI并行计算技术加速求解大规模线性方程组,实现了高精度全球大地电磁场响应的高效计算.最后,本文利用地球圈层模型验证了算法及场源数学物理模型的准确性,并利用真实地球模型分析了东南亚区域海洋效应对大地电磁探测的影响.结果表明,海洋效应主要出现在电导率对比显著的洋陆交界处,能够产生幅值超过0.05的倾子,同时导致该区域的视电阻率增大、相位减小,局部差异超过100%.当周期从1000 s延长至10000 s时,受海洋效应影响的区域扩展了约一倍.因此,在解释周期超过数万秒的大尺度大地电磁数据时,需充分考虑沿海地区海洋效应的影响.
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关键词
大地电磁
球坐标
海洋感应效应
非平面波
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职称材料
海底沉积物对近海大地电磁响应的畸变影响与压制:以华南雷琼地区为例
2
作者
李鑫
程远志
+4 位作者
陈超健
魏雨浓
邓阳凡
胡久常
白登海
《地球物理学报》
北大核心
2025年第4期1381-1393,共13页
海洋和陆地之间显著的导电性差异会造成海岸线附近天然时变电磁场的畸变,从而影响近海大地电磁测深(MT)成像结果及解释的可靠性.前人针对高导海水对近海MT响应的影响和校正已开展大量研究,但对海水之下高导沉积物的相关影响仍缺乏认识....
海洋和陆地之间显著的导电性差异会造成海岸线附近天然时变电磁场的畸变,从而影响近海大地电磁测深(MT)成像结果及解释的可靠性.前人针对高导海水对近海MT响应的影响和校正已开展大量研究,但对海水之下高导沉积物的相关影响仍缺乏认识.为此,本研究基于实测海水深度及海底沉积物厚度数据构建了华南大陆南缘雷琼地区的高分辨率三维海陆电性结构模型,利用有限差分法数值计算和分析了海底沉积物对陆内近海MT响应的影响.结果表明:(1)由于雷琼地区海底沉积物厚度远大于海水深度,近海低频MT响应受到的强烈畸变影响主要来自海底沉积物;(2)相对海南岛,雷州半岛陆内MT响应受到海底沉积物的影响更为严重;(3)海底沉积物造成的畸变影响强度和周期范围主要受控于测点与海岸线的距离、沉积物厚度及陆地深部电性结构.理论模型反演试验表明,忽略海底沉积物的影响会造成近海MT成像结果的严重畸变,而通过将实测海底沉积物三维分布纳入反演初始-先验模型可有效压制畸变影响,获得更可靠的地下电性结构.
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关键词
大地电磁测深
海岸效应
海底沉积物
三维数值模拟
电导率结构
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职称材料
题名
全球尺度大地电磁响应高精度模拟及海洋效应分析
1
作者
任政勇
李仁杰
陈超健
姚鸿波
杨聪
机构
中南
大学
地球
科学
与信息物理
学院
有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室
中南
大学
有色金属成矿预测与地质
环境
监测教育部重点实验室
慕尼黑大学地球与环境科学学院
澳门科技
大学
澳门空间技术与应用研究院
出处
《地球物理学报》
北大核心
2025年第7期2806-2821,共16页
基金
深地国家科技重大专项(2024ZD1002703,2024ZD10002007)
国家自然科学基金项目(42250102)
+1 种基金
湖南省自然科学基金项目(2025JJ50179)
中南大学中央高校基本科研业务费专项(1053320241393)联合资助。
文摘
SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集,本文以整个地球为研究对象,提出了一种基于四面体矢量有限单元的全球大地电磁高精度快速正演方法,该方法能够考虑电离层非平面波场源并准确模拟真实陆地与海洋的影响.本文首先讨论并构建了球坐标系下的大地电磁电离层电流源的数学物理模型,推导了球坐标系下的大地电磁场边值问题,并采用四面体矢量有限元方法精确模拟了陆地和海洋的实际影响.同时,通过MPI并行计算技术加速求解大规模线性方程组,实现了高精度全球大地电磁场响应的高效计算.最后,本文利用地球圈层模型验证了算法及场源数学物理模型的准确性,并利用真实地球模型分析了东南亚区域海洋效应对大地电磁探测的影响.结果表明,海洋效应主要出现在电导率对比显著的洋陆交界处,能够产生幅值超过0.05的倾子,同时导致该区域的视电阻率增大、相位减小,局部差异超过100%.当周期从1000 s延长至10000 s时,受海洋效应影响的区域扩展了约一倍.因此,在解释周期超过数万秒的大尺度大地电磁数据时,需充分考虑沿海地区海洋效应的影响.
关键词
大地电磁
球坐标
海洋感应效应
非平面波
Keywords
Magnetotellurics
Spherical coordinate
Ocean induction effect
Non-planer wave
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
P319 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
海底沉积物对近海大地电磁响应的畸变影响与压制:以华南雷琼地区为例
2
作者
李鑫
程远志
陈超健
魏雨浓
邓阳凡
胡久常
白登海
机构
中国
科学
院广州
地球
化学研究所深地过程与战略矿产资源全国重点实验室
中国
科学
院地质与
地球
物理研究所
中南
大学
地球
科学
与信息物理
学院
慕尼黑大学地球与环境科学学院
海南省地震局
出处
《地球物理学报》
北大核心
2025年第4期1381-1393,共13页
基金
国家重点研发计划青年科学家项目(2024YFF0809600)
广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515012852)
+3 种基金
国家自然科学基金项目(42004063,42322401,U24A20602)
中国科学院战略性先导科技专项课题(XDA0430203)
中国科学院广州地球化学研究所“一四五”规划布局项目(E2510315)
同位素地球化学国家重点实验室科研启动项目(SKLaBIG-QD-22-05)联合资助。
文摘
海洋和陆地之间显著的导电性差异会造成海岸线附近天然时变电磁场的畸变,从而影响近海大地电磁测深(MT)成像结果及解释的可靠性.前人针对高导海水对近海MT响应的影响和校正已开展大量研究,但对海水之下高导沉积物的相关影响仍缺乏认识.为此,本研究基于实测海水深度及海底沉积物厚度数据构建了华南大陆南缘雷琼地区的高分辨率三维海陆电性结构模型,利用有限差分法数值计算和分析了海底沉积物对陆内近海MT响应的影响.结果表明:(1)由于雷琼地区海底沉积物厚度远大于海水深度,近海低频MT响应受到的强烈畸变影响主要来自海底沉积物;(2)相对海南岛,雷州半岛陆内MT响应受到海底沉积物的影响更为严重;(3)海底沉积物造成的畸变影响强度和周期范围主要受控于测点与海岸线的距离、沉积物厚度及陆地深部电性结构.理论模型反演试验表明,忽略海底沉积物的影响会造成近海MT成像结果的严重畸变,而通过将实测海底沉积物三维分布纳入反演初始-先验模型可有效压制畸变影响,获得更可靠的地下电性结构.
关键词
大地电磁测深
海岸效应
海底沉积物
三维数值模拟
电导率结构
Keywords
Magnetotellurics
Coast effect
Marine sediments
3-D numerical simulation
Conductivity structure
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全球尺度大地电磁响应高精度模拟及海洋效应分析
任政勇
李仁杰
陈超健
姚鸿波
杨聪
《地球物理学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
海底沉积物对近海大地电磁响应的畸变影响与压制:以华南雷琼地区为例
李鑫
程远志
陈超健
魏雨浓
邓阳凡
胡久常
白登海
《地球物理学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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