地球物理与动力学基础  031M5006H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:黄乘利,张冕
授课时间: 星期四, 第1、2、3节
授课地点: 教1-225
授课周次: 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15
授课时间: 星期二, 第9、10、11节
授课地点: 教1-225
授课周次: 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15
课程编号: 031M5006H 课时: 60 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:黄乘利,张冕
英文名称: Fundamentals to Geophysics and Geodynamics

教学目的、要求

通过这门课程,希望研究生
1.	能基本掌握地球物理学和地球动力学有关领域的研究方法和数学、物理工具
2.	对理论(固体)地球物理学各有关领域知识有基本的、但较全面的了解;
3.	获得进一步学习和研究天文地球动力学、地球自转、行星地球重力场、行星内部结构理论、固体潮、自由振荡等领域的相关基础知识
将采取理论授课、师生互动、项目作业等相互有机结合的方式,夯实学生的数理功底,训练并促进学生的基本研究能力,扩展知识视野。

预修课程

高等数学、大学物理

教 材

教师课件,教材之后整理完成。

主要内容

ch1:概论 (3学时)
1.	地球物理学的研究内容
2.	地球物理学的历史发展
3.	与其它学科的关系
ch2:数学基础 (10学时)
1.	矢量和(二阶)张量分析
2.	正交曲线坐标系 
3.	场论
4.	球函数及其性质:
ch3:力学基础 (12学时)
1.	旋转坐标系和坐标变换
2.	连续介质运动的动力学方程:
3.	弹性力学:
4.	地球自转的力学方程
5.	含自转和预应力的地球微小弹性运动:运动方程;本构方程;流体静平衡态
6.	地球微小弹性运动的各类边界条件
Ch4.  势论与重力场 (8学时)
1.	重力场的基本概念与格林公式
2.	(大地)水准面和铅垂线及其弯曲
3.	地球的正常/扰动重力场:stokes理论
4.	地壳均衡假说:Airy补偿、Pratt补偿;
5.	重力场观测和模型进展
Ch5. 地球内部结构与形状(5学时)
1.	球对称、非旋转的地球(SNREI)
2.	椭球对称、旋转的地球
3.	Clairauts微分方程
4.	更真实的地球:普适性理论
Ch6:自由振荡和地震学初步 (8学时)
1.	弹性波动方程
2.	地震体波与面波
3.	利用地震射线研究地球内部结构
4.	地球自由振荡理论: 
5.	地球内部模型的反演
Ch7:地球自转的观测与理论 (7学时)
1.	刚体地球的自转理论
2.	弹性地球的自转理论初步
3.	地球自转的观测
4.	地球自转(章动)的理论研究进展
Ch8:地球固体潮(5学时)
1.	引潮力(位)及其展开
2.	地球的各种潮汐响应:固体潮、海洋潮、大气潮、重力潮
3.	简单模型:海洋的影响、局部效应、自转与扁率的影响
4.	在引潮力及表面负荷作用下的形变理论:各种Love数、(负荷)Green函

参考文献

1.《地球物理学基础》,郭俊义编著,测绘出版社,2001  
2.《地球物理学基础》,傅承义、陈运泰、祁贵仲著,科学出版社,1985  
3. 《Geodesy and Gravity》,John Wahr, 1991