地球物理学基础2022期末考试复习.docx

地球物理学基础2022期末考试复习 一、名词解释、翻译、单位 1.大地水准面（3）(geoid)：与平均海平面（静止海水面）重合并向大陆延伸所形成的不规 则的封闭曲面，它是重力等位面，反映了地球内部实际的质量分部 2.参考椭球（2）(reference ellipsoid)：把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确 定的旋转椭球称为参考椭球，是地球具有区域性质的数学模型，仅具有数学性质而不具物理特性 3.地球椭率（1）(earth ellipticity)：地球椭圆体的扁度称为地球扁率以赤道半径（长半轴a） 和极半径（短半轴b）的差与赤道半径的比值 4.自由空气异常(free air gravity anomaly)：自由空气异常是指经地形校正、自由空气校正（高 度）、潮汐校正后的重力观测值与相应参考椭球体面上的正常重力值之差它反映实际地球的形状和质量分布与大地椭球体的偏差大范围的负自由空气异常表明地壳深部存在着质量亏损，反之，则存在质量盈余 5.布格重力异常（2）(Bouguer gravity anomaly)：对观测值经过地形校正、布格校正（高度 （自由空气）校正与中间层（布格板）校正）、潮汐校正和正常场（纬度）校正后获得的重力值。

反映地壳内各种偏离正常地壳密度的地质体，既包含各种局部剩余质量的影响，也包含地壳下界面起伏而在横向上对上地幔质量亏损（山区）或盈余（海洋区）的影响 从大范围来看，布格重力异常在大陆山区应为大面积的负值区，且山越高负值的绝对值越大；而海洋区则反之 6.地形校正（2）(topographic/terrain correction)：重力测量中，每个测点上为消除地形起伏 产生的重力影响所进行的校正经过地形校正后的重力值就相当于观测点周围完全是平坦地形的重力值 7.质量亏损（1）(mass deficiency)：相对于临近物质密度较小而引起的负布格重力异常的现 象 8.绝对重力测量（1）(absolute gravity measurement)：绝对重力测量是用绝对重礼仪直接测 定地面上某点的绝对重力加速度的技术和方法 9.重力加速度梯度（1）(gravitational acceleration gradient)：重力加速度沿铅垂或水平方向 的导数，表示重力场强度g在垂直或水平方向上的变化率单位：厄缶 10.正常重力（位）（1）(normal gravity)：地球从总体上说处于流体平衡状态，大地水准面 接近于旋转椭球体面。

所以假定：一个旋转椭球作为真实地球的理想模型，称为地球椭球 它产生规则的重力场称为正常重力场正常重力——椭球表面上正常地球重力场的数学表达式其计算公式称为正常重力公式 11.重力均衡（1）(Isostasy)：它阐明地壳的各个地块趋向于静力平衡的原理，即在大地水准 面以下某一深度处常有相等的压力，大地水准面之上山脉（或海洋）的质量过剩（或不足）由大地水准面之下的质量不足（或过剩）来补偿运用地壳均衡学说可以研究地球内部构造，如上地幔的起伏；还可用于大地测量学中研究大地水准面形状，推估重力异常和计算垂线偏差等 12.地壳均衡（1）(Isostasy)：从地下某一深度起，相同截面所承载的质量趋于相等这个概 念称为地壳均衡，地面上大面积的地形起伏，必然在地下有所补偿 13.A iry模式(Airy-Heiskanen model)：将地形所增减的质量补偿于山根与反山根，因而均衡面 不是同一个深度而有一定起伏的曲面 14.Pratt模式(Pratt-Hayford model)：将地形所增减的质量均匀地补偿于海面与补偿深度之间， 所以地形高低不同的柱体，其密度是各不相同。

15.引潮力（1）(Tide-generating Force(Tidal Force))：月球对地球上单位质量的物体的引力， 以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力，这两种力组成的合力称为月球在地 球内部任一点产生的引潮力 16.固体潮汐（3）(solid tide)：地球整体在太阳和月亮等天体引潮力作用下的地面变形 17.半日潮（1）(semi-diurnal tide)：在一天中（指太阴日历时24小时50分）有二次高潮，二 次低潮，且高潮位与高潮位、低潮位与低潮位潮高相等，涨、落潮历时相等的潮汐称半日潮 18.志田数（1）(Shita number)：地壳的水平位移与平衡海潮的水平位移之比 19.勒夫数(Love number)：h是固体潮潮高和海洋平衡潮高之比，k是由于质量的重新分配而 引起的力位变化与引潮力位置比 20.钱德勒颤动（1）(Chandler wobble)：是地球自转轴相对于地球表面的小幅度运动 21.进动(precession)：表示转动物体的转动轴围绕另一轴的转动。

地轴的进动为自转轴绕着黄 道轴做缓慢的画圆锥面的旋进运动，保持黄赤交角不变 22.颤动(wobble)：地球除了受其他星体的引力作用所产生的受迫进动外，还存在一种自由运 动，叫做颤动地球的颤动可以看做是转动轴绕几何轴的运动，轴与地面的交点成为极点，转动轴极点将绕几何轴做圆周运动 23.磁感应强度(magnetic induction,magnetic flux density)：描述磁场强弱和方向的物理量，是 矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉（符号为T）磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示，磁感应强度越大表示磁感应越强磁感应强度越小，表示磁感应越弱 24.磁导率(magnetic permeability)：表征磁介质磁性的物理量，常用μ表示，为磁介质中磁感 μ，单位：亨利/米（H/m=J/(A2m)=N/A2) 应强度B和磁场强度H之比，即H B = 25.磁化率（1）(magnetic susceptibility)：表征磁介质属性的物理量，常用符号k表示，等于 磁化强度M与磁场强度H之比引，即M=k H，无量纲。

对于顺磁质，k>0，对于抗磁质，ka 地方的引力5分）1.推导地下密度均匀的球体，在地面上产生的重力异常公式，球体的半径为R ，剩余密度为 ρ，球心离地表的深度为D 10、11作业） 答：答：由物理学基础知，一个密度均匀的球体在球体外任一点引起的重力与球体的质量全部集中在球心为质心而产生的重力相同由球体的对称性知只需研究任意水平剖面上的异常分布 即可，选取球心在地面的投影为坐标原点，z 轴垂直向下，x 轴与剖面重合，在x 轴上任一单位质点上球体引起的剩余引力为 重力异常为： 2.推导地下密度均匀的水平无限长圆柱体，在地表产生的重力异常公式，圆柱体的底面半径 为R ，剩余密度为ρ，圆柱体的轴线离地表的深度为D 答：对于无限长水平圆柱体所引起的异常，完全可以把它当作剩余质量集中在中轴线上的物质线看待；设 圆柱体的长度为2L(L →∞)，单位长度圆柱体的剩余质量（剩余线密度）为ρπλ2R =，建立直角坐标系， 取原点为圆柱体中轴线中点在地面的投影，x 轴垂直于投影方向，y 轴平行于投影方向，z 轴垂直地面向下。

则圆柱体在任一点P(x,z)处引起的重力异常为： 当z=0时，则柱体在P(x,0)点的重力异常为： 当L →∞时，上式可化为： 3.推导地月系统的公共质心位置，并计算月球对地表近月点的引潮力T1及地球对月球表面 近地点的引潮力T2之比值其中:地球质量M、地球半径R，日地距离D＝60R，月球质量m＝M/81.5,月球半径r＝R/310分）（13作业） 4.地球物质在地球外面所产生的引力位V必须满足拉普拉斯方程： 5.高斯磁场系数g01、g11与h11分别代表了地心磁偶极子在地轴及赤道平面内两个垂直方向 上的分量，为什么？给予详细推导与说明15分）（20分）（10、11作业） 。