固体地球物理学
固体地球
磁性球体
01 解释
03 地震学
目录
02 大地测量学 04 地磁学
固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。根据地磁力线的特征来看，地球外磁场类似于偶极子磁场即无限 小基本磁铁的特征。其内容包括：重力和大地测量学、地震学和地磁学。
解释
用物理学的观点和方法研究固体地球的运动、物理状态、物质组成、作用力和各种物理过程的综合性学科。 所谓固体地球是相对于大气和海洋而言的。地球物理学一词，是20世纪初才正式为人采用的，50年代有了很大发 展，进一步分为大气物理学、海洋物理学、空间物理学和固体地球物理学。
地震学
研究固体地球介质中地震的发生、地震波的传播以及地震的宏观后果等课题的综合性科学，它又是地质学和 物理学的边缘科学。地震学主要研究地震发生的规律和人类抗御地震灾害的方法，它同时又以地震波为工具研究 地球内部构造。地Hale Waihona Puke 学的研究成果在许多方面有广泛的应用。
地磁学
研究地磁场的时间变化、空间分布、起源及其应用的一门学科。地磁场的研究有悠久的历史。中国在战国时 期就已知道磁石的吸铁性和指极性。地磁学注重观测，也需要运用数理科学作理论分析。地磁场的起源问题牵涉 到地球内部的物理过程。由于地面磁场受空间电流影响很大，地磁学和空间物理学有着紧密的。
固体地球物理学有3个发展较早的基础性学科 ：重力和大地测量学、地震学和地磁学。
固体地球物理学还包含地电学和地热学。这两个学科发展历史不长，正在进一步发展之中。
在固体地球物理学范围内，还有3个学科名称，它们都是对固体地球作综合性和整体性研究的。它们彼此之间 的差别很小。大地构造物理学在30年代只讨论岩石和矿物形成的物理条件和过程，近年来其研究领域已由地球表 层逐渐扩大到地球内部。地球内部物理学是研究地球内部物质结构、组成和物理过程的学科分支。地球动力学原 是研究地球内部的作用力、物质对作用力的响应特性及有关的变化过程的。
固体地球物理学概论Snell定律课件
固体地球物理学概论
第七章
弹性概念——应力 (续)
The stresses are symmetrical（对称的）, i.e. only six components of the stress tensor p are independent because
P = - (pxx+ pyy+ pzz)/3 This is a general definition of the “pressure”. In the special case of a liquid at rest, pxx= pyy= pzz = - P, this is the hydrostatic pressure. In geology, lithostatic pressure is often estimated by using
When the material in the mantle is heated, it expands and becomes lighter. In spite of its high viscosity（粘性）, it rises more or less vertically in some places, especially under the oceanic ridges. With its losing pressure and heat during traveling upward, the material is forced to travel horizontally. They drag the lithosphere motion.
固体地球物理学
２０ ０ ８年 第 １ 卷 第 ２ 期 ４ ｌ
中 国学术 期刊 文摘
１７ ｏ
Ｕ 相 关 ，Ｕ Ｉ引起局 地气 流 发生辐 合 并引 发对 流发展 ，对 流 降 ＨＩ Ｈ 水发 生 的时间 和位 置均 与 Ｕ 的演 变及 其相 应的辐 合 区有 良好 对 ＨＩ 应关 系 ，对流 易于在 ＵＨ 发展较 强 的时 段和 位置 上发 生． 而且 受 Ｉ 城 市的 影 响，两 次 雷暴 在 移动 经过 广 州城 区 时均 得 到 了进一 步 发 展 ，最 强 的对流 回波 出现在 中心城 区上 空 ， 降水 也集 中落在 中心 城 区．所 有 这些 特 征表 明两 次 雷暴 的形 成 和发 展 均与 城 市 的影 响 有关 ． 图６ １ 参 ７ 关键 词 ：夏季 雷暴 ；城市 热 岛 ；城 市 效应 ；热 带气旋
中尺 度涡 在大 洋环 流 中有 着 重要 的 作用 ． 为检 验高 度 计资 料 同化
应 用 于 中尺度 涡模 拟 的效 果 ，提 高环 流 模 式对 中尺 度 涡模 拟 的精 度 ，使用 三维变 分 的 Ｏ Ａ Ｓ同化 系统 结合 Ｐ Ｍ 模 式进行 了中尺 Ｖ Ｌ Ｏ 度 涡 同化 模拟 实验 ． 该系 统将 卫 星 高度 计 资料 同化 反演 成 为温 盐 伪 观 测数 据 ，然后 再 次进 行 常规 温 盐 同化 ，得 到温 盐分 析 场 ．根 据 中尺 度 涡现 象 的物 理特 性 ，经 过对 比检验 ，对 系 统 中 的同化 参 数 作 了合 理设 置 ．使用 Ｔ Ｐ Ｅ Ｓ ／ 的 １ 卫星 高度 计 的海表 高 ／ 和 Ｒ １２ ０ ａ 度 异常 资 料 ，分别 用 同化 与非 同化 两 种方 案 对 西北 太平 洋 的 中尺 度 涡进 行 对 比模拟 实 验． 将 实验 结 果与 观测 数据 的 比较 表 明 ，加 入 高 度计 资料 同化 的模 拟 结果 远 远 好于 未 使 用 同化 的模 拟 结果 ．
【最新试题库含答案】固体地球物理学概论复习重点答案_0
固体地球物理学概论复习重点答案：篇一：长安大学固体地球物理学复习纲要要点第一章1地球物理学：以地球为研究的一门应用物理学学。
2地球物理学的组成：普通地球物理学和勘探地球物理学。
第二章1星云说:太阳系的星球的物质，在初时都为大量基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转。
在万有引力的作用下，使这些原始弥漫的星云物质逐渐分别凝聚，形成了包括地球在内的太阳系的各天体。
第三章1衰变常数：从物理意义上看,?表示单位时间内母核的衰变比率；从统计意义上看,?表示单位时间内一个母核的衰变几率。
2放射性年龄的公式成立条件(1)?为常数(2)系统封闭(3)平衡条件 (4)元素寿命长度 (5)元素丰度足够大第四章1进动：地球自转轴在空间的变化，是日月引力的共同结果。
假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的,由于日、月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，类似于旋转陀螺，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角ε=23.5 ″，旋转周期为25800年，这种运动称为岁差（进动）。
（一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动）2章动：月球绕地球旋转的轨道称为白道，月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小圆，而是类似圆的波浪曲线运动，即地球旋转轴在岁差的基础上叠加周期为18.6年，且振幅为9.21″的短周期运动。
这种现象称为章动。
3欧拉章动：刚体地球的自由运动叫做欧拉(自由)章动。
4钱德勒晃动：1891年钱德勒(S.C.Chandler)发现了周期为425-440恒星日的变化，这个周期约14个月的运动就是真实地球的自由章动，称为钱德勒晃动。
5极移：地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极移。
6纬度观测原理：发生岁差（进动）和章动时，地球转动轴和形状轴的相对位置不变，但它们的方向在空间中发生变化，此时恒星的赤纬发生变化，而地面纬度不变；晃动是转动轴相对于形状轴的摆动（表现为地极在地面的移动），此时恒星的赤纬不发生变化，而地面纬度改变。
固体地球物理学
固体地球物理学
固体地球物理学是研究地球内部结构和地球物理特性的
学科领域。
它通过地震勘探、地电、地热、地磁等方法，探索地球地幔和核的内部构造，揭示地球板块运动和地球演化的原因，为地球科学的发展和资源勘探提供重要信息。
固体地球物理学主要研究地球物质和地球中的物理现象。
地震学是固体地球物理学的重要分支，通过分析地震波传播的路径、速度、振幅等，可以推断地球内部的物质组成和结构特征。
地震勘探是利用地震波在地下传播的原理，测量地下介质的物理参数和边界的位置，从而寻找石油、天然气等地下资源。
地电学是研究地球电磁现象的学科，通过测量地球表面
和地下的电场、磁场、电阻率等参数，分析地下介质的电性质和结构，探测矿产资源和地下水等地球物质。
地热学是研究地球内部热流和地下热储资源的学科，通
过测量地下温度和热流量，了解地下热传导的规律，评估地热资源的分布和潜力，为地热能的利用提供科学依据。
地磁学是研究地球磁场和地磁现象的学科，通过测量地
球表面和大气中的磁场变化，了解地球内部磁场的生成机制、演化过程和空间分布，研究地磁活动与地壳运动、地震等自然灾害的关系。
固体地球物理学在解释地球内部结构和地球演化历史方
面发挥着重要作用。
通过地震勘探和地球物理勘探技术，人们可以得到地球内部和地下资源的分布情况，揭示地球演化的过程和机制，为人类对地球的认识和资源开发提供科学依据。
总之，固体地球物理学是地球科学的重要分支学科，通过运用物理学原理和技术手段，探索地球内部的构造与演化，为地球科学研究和资源勘探提供重要支持和指导。
固体地球物理学导论--地热场与地球的热状态 ppt课件
K0: 常数，E：激发能量，σ：波尔兹曼（Boltzmann）常数，T：温度
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固体地球物理学概论
ppt课件
“波”的形式传播热量
激子的传热在地球的浅部是微不足道的，但在地表100 km以下深度 ，它的作用不可忽略，相应的热导率称为“激子热导率”。岩石温度越 高，其热传导能量就越大，在地幔中激子热导率比上述两种热导率更大 。
2T S k
If there is no source inside the media, the equation is
2T 0
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固体地球物理学概论
ppt课件
热对流传热
⑷对流传热 Heat convection (热对流) 当物质由高温移向低温区内，所携带的热能也随之发生迁移，这就
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固体地球物理学概论
ppt课件
岩石热导率
6.1.2 岩石热物理性质 ⑴（岩石）热导率（Thermal conductivity） k
q k T x
(W/m2)
k: W/(mºK). Or
q = -k▽T
Here q is the thermal flux, T is the temperature. Generally the thermal conductivity k decreases with the increment of the temperature.
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固体地球物理学概论
ppt课件
热流密度
⑶热流密度
热流密度被定义为在单位时间内流过单位面积的热量，它是一个矢量 ，以温度降低的方向为正。地球的大地热流密度是表征地球地温场的一个 重要物理量，一般用它表示地球内部热能向地球表面散失的状况。所以大 地热流密度系指单位时间内通过地球表面单位面积所散失的热流量。根据 稳定热传导原理，它等于岩石热导率与相应地温梯度的乘积。
固体地球物理学导论(3)
这里T称为重力干扰位。由布容斯公式可计算出大地水准面的高度N，即
N T / g0
其中g0为参考椭球面上的（正常）重力值。
固体地球物理学概论
第三章
地球形状参数
固体地球物理学概论
第三章
垂线偏差与高程异常
3.3.5 垂线偏差与高程异常
大地水准面与参考椭球面的差 异，反映在法线方向上的差异称为 垂线偏差，反映在垂向距离的差异 称为高程异常。
固体地球物理学概论
第三章
布格重力异常
⑵布格重力异常
如果在自由空间校正的基础上，把地形引起的引力效应也去掉，得 到单纯反映地下物质密度分布的重力异常，这个异常叫布格重力异常。
为得到布格异常，必须再进行消除地形影响的两项校正。
①布格校正： gB = -2Gh = -0.0419h mGal (h为海拔高程，单位m, 为地表物质平均密度，单位 g/cm3) ②地形校正（TC）：计算出测点周围地形相对平板层的起伏物 质所引起的引力效应. 布格重力异常： gB = g测 – g0 + gh + gB + gTC
大地水准面是指与“平均”海平面重合的水准面或重力等位面，其延 伸到陆地之下所形成的一个封闭曲面。 确定大地水准面的形状可分两步进行：第一步是确定地球的基本形状 ，第二步是确定大地水准面与基本形状或参考椭球面的偏差，即大地水准 面的高度N——高程异常。斯托克斯首先证明了N可以由重力的分布计算出 来。其基本思想如下： 假设实测重力位与参考面上重力位之差为
tc布格重力异常布格重力异常固体地球物理学概论固体地球物理学概论第三章343布格重力异常与地球内部构造布格重力异常在地质构造上的反映布格重力异常与地球内部构造布格重力异常与地球内部构造固体地球物理学概论固体地球物理学概论第三章布格重力异常与地形的关系布格重力异常与地形的关系布格重力异常与地形的关系固体地球物理学概论固体地球物理学概论第三章中国布格重力异常概略图中国布格重力异常概略图固体地球物理学概论固体地球物理学概论第三章中国中国mohomoho面深度图面深度图固体地球物理学概论固体地球物理学概论第三章3535地壳均衡与重力均衡异常地壳均衡与重力均衡异常351地壳均衡概念的由来1854年英国人普拉特j
固体地球物理学导论(8-9)名师公开课获奖课件百校联赛一等奖课件
1' /1" 2 ' / 2" C
式中C称为时间相同常数。 应该指出，这里所说旳相同“途径” 不应狭义地了解为几何途径，
而且应该广义地了解为某一物理量随时间旳变化过程(如加载过程)。
固体地球物理学概论
相同性原理——相同常数（续三）
(4)广义相同 任何一种物理过程，总是在一定时间和空间里进行旳，所以时间和空 间旳相同性是必要条件。做为一种物理过程旳进行，还与初始条件、边界 条件有关。例如，为模拟地球旳热历史，必须确保地球形成时旳温度分布 与试验开始时助温度分布相同，以及地心温度和样品中心温度旳相同。我 们把涉及初始条件和边界条件在内旳时间、空间和物理量旳相同，总称为 广义相同。
经过对不同海域旳大量研究，在120~150km深处旳上地幔以及软流圈 均为各向异性。其原因可能为滑移过程或非静流应力引起旳，当然还不能 排除大陆板块运动旳动力学过程，因为壳—幔边界温度为800-1000℃，压 力在109Pa时，完全能够引起晶体主轴旳优势走向分布。
固体地球物理学概论
大陆岩石圈旳各向异性
固体地球物理学概论
地震层析成像
固体地球物理学概论
地震层析成像 (续一）
固体地球物理学概论
地震层析成像基本思绪
地震层析成像技术是利用地震观察资料反演地球深部三维构造旳一种 反演措施与新旳途径。
地震层析成像（ST）与医学上旳X射线CT技术（computerized tomography）类似,对于从各个地点、各个方位，穿透到地球内部旳大 量地震射线进行观察，并根据所观察旳地震波走时，波形、速度或振幅变 化，来反演地球内部介质旳三维速度，品质原因或泊松比旳分布，从而分 析地球内部旳构造、物理性质和地幔对流等三维模式。
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固体地球物理学
（学科代码：070801）
一、培养目标
本学科培养德、智、体全面发展，具有坚实的地球物理理论基础和系统的专业知识，了解固体地球物理学和与其相关学科发展的前沿和动态，能够适应二十一世 纪我国经济、科技和教育发展的需要，并具有较熟练的实验技能和较强的动手能力，具有较全面的计算机知识，具有独立从事该学科领域研究和教学能力的高层次人 才。
二、研究方向
1. 地震学、
2. 地球动力学、
3. 岩石物理、
4. 应用地球物理学、
5. 城市地球物理学
三、学制及学分
按照研究生院有关规定。
四、课程设置
英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。
学科基础课和专业课如下所列。
基础课:
GP15201★地球内部物理学★（4） GP15202★ 地球动力学★（4）
GP15203★地球物理反演★（4）
专业课：
GP14201 计算地震学（3） GP14202 地球物理学进展（4）
GP14203 地震学原理（4） GP15210 地震勘探（3）
GP15211 定量地震学（4） GP15212 地震偏移与成像（4）
GP15213 工程地震学（4） GP15214 岩石本构理论（4）
GP15215 应用地球物理学（3） GP15216 地球内部电性与探测（4） GP15218 现代计算机与网络应用（3） GP15219 固体力学（4）
GP15220 城市地球物理学（3） GP15701 地球物理高级实验（2）
PI05204 工程中的有限元法（3）
GP16201 固体地球物理理论（4） GP16202 地球科学中的近代数学（4） GP16203 地球科学前沿讲座（4）
备注：带★号课程为博士生资格考试科目。
五、科研能力要求
按照研究生院有关规定。
六、学位论文要求
按照研究生院有关规定。