岩石圏—大气层—电离层电场耦合机制研究

发布时间：2023-06-03 23:18

　　岩石圈—大气层—电离层电场耦合机制(LAI电场渗透)是研究地震电离层效应的重要基础,也是全球电路的重要组成部分。近年来,已有研究者对此建立模型研究计算,但他们的模型结果差异较大,更有学者另辟他经,各类模型令人混乱。因此,为了辨明这些模型之间的差异,对这个领域进行深入的研究,建立正确的LAI电场渗透模型,理清地表—大气层—电离层之间的电场耦合机理,是十分必要的,这也就是本文的主要工作。本文将分别建立两类电场模型来对此研究。第一类是直接求解LAI电场渗透方程的模型(直接模式),现有的LAI电场渗透模型都属于这类形式。LAI电场渗透方程只能在磁力线垂直有理论解,因而只适用于高纬度地区。本文将用此类模型进行LAI电场渗透机制分析,探讨模型间的差异。第二类是建立电离层电场理论模式来耦合求解(间接模式)。在基于第一类电场模型理论分析的基础上,本文将尝试使用电离层电场理论模式来耦合计算LAI电场渗透,并将此推广至中低纬度区域,来分析电离层各参数对LAI电场渗透的影响。具体工作和成果如下：一本文简要概述现有的地震电离层效应电场机制假说—基于震前氡气排放的异常电场机制,附加电流机制,和基于固体岩石物理学...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
论文创新点
目录
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 论文安排
第二章 LAIC电场源的产生机制及相关实验观测
    2.1 固体物p-hole理论
    2.2 实验证明
    2.3 相关联的观测验证
    2.4 其他的LAIC机制源
第三章 岩石圈—大气层—电离层电场渗透方程求解
    3.1 引言
    3.2 物理模型
        3.2.1 大气弛豫时间
        3.2.2 基本方程
        3.2.3 边界条件
    3.3 电导率模型
    3.4 方程根求解LAI电场渗透方程及基本特征
        3.4.1 求解方程
        3.4.2 电导率剖面划分
        3.4.3 边界条件及计算
        3.4.4 结果与分析
    3.5 数值谱方法及上边界的选取
        3.5.1 计算方法
        3.5.2 结果与分析
    3.6 计算与p-hole机制有关的特殊的事例
        3.6.1 偶极子电场形态
        3.6.2 大气底层电导率增大情况
    3.7 附加电流机制激发电离层电场变化
        3.7.1 附加电流排放和地表电场的关系
        3.7.2 附加电流的电场渗透方程
        3.7.3 计算结果与特征
    3.8 本章总结及讨论
第四章 电离层电场和LAI电场渗透的耦合
    4.1 引言
    4.2 薄壳电离层理论电场模式
        4.2.1 广义欧姆定律
        4.2.2 地磁球坐标系及电离层薄层近似
        4.2.3 经典电离层电势方程
    4.3 薄壳电离层电场模式的求解结果分析
        4.3.1 水平均匀电导率,磁力线I=90°
        4.3.2 水平均匀电导率,不同纬度及时间的情况
        4.3.3 不同均匀的电离层电导率的情况
    4.4 三维电离层电场理论模式
        4.4.1 磁偶极子坐标系
        4.4.2 三维电离层电场理论模型(电流模型)
    4.5 三维电离层电场模式计算结果
        4.5.1 电导率水平均匀的情况
        4.5.2 电导率不均匀时情况
    4.6 电离层电场模式的说明及三维和薄壳的对比
    4.7 本章总结
第五章 与其他模型的对比及对赤道地区的讨论
    5.1 上边界条件的差异—电离层导电层处理方式
    5.2 二维和三维模型的差异—几何损失
    5.3 电流函数处理的差异—欧姆定律及耦合
    5.4 对赤道处LAI电场渗透的讨论
    5.5 本章小结
第六章 总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
博士期间的科研项目和科研成果
致谢



本文编号：3830231