微动线型台阵数据快速处理研究

针对城市微动探测快速实施的需求,开发了一套可视化微动探测数据快速处理软件。该软件主要功能包括微动野外观测报表校核、数据格式转换、微动有效授时数据段挑选、台阵数据截取、台阵参数计算、频散曲线提取及测线显示等,可较大地提高微动线型台阵观测及数据处理速度。沿着本文思路,可同样进行三角形台阵滚动观测数据的快速处理。     

临汾台VP型宽频带倾斜仪在2010年山西河津地震前的异常分析

2010年1月24日河津M4.8地震前,临汾台VP型宽频带倾斜仪观测到的异常变化为:1)震前1年曲线表现为典型的α、β、γ阶段性异常形态;2)震前35天至震后7天观测到慢地震过程;3)频谱分析表明:震前1个月观测信号在0.1、0.3、0.5 Hz频段附近频幅为明显增大,震前当月在0.1~0.5 Hz频段区间频幅表现为增强;4)震前2个月加卸载响应比出现高、低值交替跳动,并随主震的临近响应比逐渐增大。     

大型网箱养殖鱼群声信号短时频谱特性

【目的】研究大型网箱养殖鱼群声信号特性,为鱼类声学特性研究和智能养殖提供参考。【方法】利用被动声学技术对大型网箱鱼群进行昼夜持续监测,计算人工投料、自动投料、摄食后以及深夜安静等特殊时段下鱼群发声信号的短时谱,获取短时能量和短时过零率的统计特征,对比区分网箱混叠三种鱼群在不同外界激励条件下的发声频段、发声方式和短时特征。【结果与结论】1）石斑鱼（Epinephelus drummondhayi）进食时发出咕噜和轰隆声,信号频带为200～1 000 Hz;卵形鲳鲹（Trachinotus ovatus）进食过程通过喉齿摩擦和拍打发出声音,信号频带为600～2 000 Hz;叫姑鱼（Johnius grypotus）摄食时通过鳔内的气体振动发出以200～1 500 Hz为基频的声音,且存在持续到7 000 Hz的高频谐波。2）鱼群游动身体相互摩擦和拍打水花的噪声频段为2 000～5 000 Hz。3）网箱混叠三种鱼群的声信号在短时特征上可得到区分,短时特征值大小为叫姑鱼>卵形鲳鲹>石斑鱼。     

基于SPAC法勘探武汉市江夏区地下岩溶结构

采用微动台阵方法探测武汉地铁27号线江谭段地下岩溶情况。通过空间自相关法（SPAC）提取瑞利波相速度频散曲线,进而反演各观测台阵的视S波速度结构,并插值完成测线二维视S波速度剖面。结果表明,目标区内地层按视S波速度自上而下可分为4层,其中在第3层存在明显的低速区,推测发育岩溶结构,且规模较大。对比工程钻探结果,SPAC法得到的地层分层、岩溶规模与实际情况基本吻合。     

汶川地震泉州台强震仪与地震仪的记录分析

对安装在泉州地震台的SLJ-100型加速度计强震仪和CTS-1型地震仪记录到的汶川Ms8.0地震波进行对比。结果显示:1)在频谱方面,两种仪记录在0.012～2 Hz内基本一致,在低频段由于仪器响应不同存在差异;2)波形和相对位移反应谱方面,经基线校正和带通滤波后的两种记录呈现相当高的一致性;300 s周期内的相对位移反应谱表明,基线校正并没有引入不可接受的长周期噪声干扰。     

重庆地区Lg波衰减、台站场地响应与ML震级测定

选取2010～2020年重庆数字地震台网36个台站记录的127次M_L≥3.0地震波形资料,利用Lg波衰减参数与台站场地响应联合反演方法,得到l～7 Hz频率内Lg波三分向(UD,EW,NS)与频率f的衰减关系分别为Q_UD(f)=173.6f^0.77、Q_EW(f)=154.9f^0.78、Q_NS(f)=157.6f^0.73。结果表明,研究区属于低Q₀值和较高频率依赖性的构造活跃区。计算36个测震台站的场地响应,结果显示,大多数台站的幅值曲线较为平滑,各台站之间的场地响应存在差异,其中SHG台、PAL台和JIP台的场地响应曲线在部分频段内存在异常放大现象。选取642次M_L≥2.0地震观测报告,对有放大效应的台站作场地响应校正后,大多数台站更靠近台网平均震级,CQT台、SHG台和HCB台校正效果明显,部分台站介质衰减对地震波振幅的影响大于场地响应。     

陆态网络太原台gPhone重力仪背景噪声水平研究

基于陆态网络太原台gPhone重力仪1a的观测记录,在地震频段(200~600s)、亚地震频段(1~6h)和潮汐频段(周期大于6h)研究其背景噪声水平,并与全球超导重力仪SG的背景噪声进行比较。结果发现,潮汐和大气改正可以一定程度上改进重力数据的功率谱密度PSD,尤其是在亚地震频段和潮汐频段。经计算,太原gPhone重力仪在地震频段、亚地震频段和潮汐频段的背景噪声水平分别为3.641、4.659和5.359。gPhone重力仪的噪声水平在地震频段和亚地震频段均高于SG的噪声水平,但是在频率低于0.8×10-4 Hz时,gPhone重力仪的噪声水平低于新低噪声模型NLNM。此外,分析gPhone重力仪记录的2014年智利Mw8.1地震激发的自由振荡信号表明,虽然gPhone重力仪的噪声水平高于超导重力仪,但其依然能够清晰检测到地球自由振荡信号,验证了gPhone重力仪不仅适合研究长周期潮汐和亚地震模,也可以清晰获取地震频段的地球自由振荡信号。     

宁夏区域震源参数特征研究

利用宁夏区域数字地震台网记录的发生于宁夏区域2008～2014年210个ML2.0～4.9地震波资料,采用Brune模式,将台站获取的速度记录进行几何扩散校正、介质衰减校正及仪器校正,对速度谱在频率域积分得到震源位移谱,使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,进而计算震源半径、地震矩等小震震源参数,并系统分析各参数特征及其相互关系。结果显示,地震矩范围为1011～1015 N·m,震源破裂半径为60～766 m,拐角频率为1.6～22.2 Hz,地震应力降范围为0.01～7.63 MPa,视应力范围为0.01～3.11 MPa,地震矩、拐角频率、矩震级及里氏震级等震源参数之间表现出一定的对数线性或半对数线性关系。     

利用全台网垂直摆倾斜仪数据检测日本MW9.0地震激发的低频自由振荡

首次利用全台网多台垂直摆倾斜仪观测数据检测地球自由振荡。2011年日本MW9.0大地震发生后,43台仪器记录到其所激发的自由振荡信号。谱分析结果显示,垂直摆倾斜仪检测到了低频段（1~5 mHz）地球自由振荡振型,并且在超低频部分（<1.5 mHz）仍然还有较高的信噪比。选取43个台站中观测质量较好的36个台站数据进行叠积以增强信号,可以探测到一些非常微弱的模态,最终得到频率高于4.7 mHz的所有零阶球型振荡0S3~0S38（其中7个振型的观测频率与理论值的偏差近似为0）和环型振荡0T3~0T28几乎所有振型,此外还检测到21个谐频振型。     

蓟县地震台gPhone、DZW和GS-15重力仪重力噪声水平对比

选取蓟县地震台同址观测的3台不同型号重力仪(gPhone、DZW和GS-15)2022年全年的连续观测数据,研究不同类型仪器对环境噪声的响应,计算3种重力仪的重力噪声水平,同时计算地震频段(200～600 s)的地震噪声等级,并与全国gPhone重力仪的地震噪声等级进行对比。结果表明：1)在频率低于10^-3 Hz时,扣除固体潮和气压改正可以明显改进重力噪声水平;2)相同台站不同仪器重力噪声水平不同,gPhone型重力仪的背景噪声水平低于DZW型重力仪和GS-15型重力仪,其SNM值为3.355;3)2022年全国gPhone重力仪的地震频段噪声水平均值为5.418,蓟县台的噪声水平平均值为3.465,低于全国的噪声水平。研究结果可为3类重力仪观测数据的研究应用提供参考。     

宾川地震信号发射台气枪震源能量激发方向性初步研究

为研究气枪震源特征,2017-02云南省地震局在宾川地震信号发射台附近沿半径0.5 km和1.7 km架设了两条环形地震仪测线,开展不同工况下气枪的密集激发实验,利用环形测线上接收到的气枪信号,研究信号的持续时间、能量、时频谱面积随台站方位角的变化特征。结果表明：1）不同方位角上气枪信号差异明显,肉眼可见;2）4支气枪组成的气枪阵列发射的地震波的辐射花样优势方位为NE、SE、SW和NW,沿方位角具有约90°的周期,单支气枪的优势方位为NE、SW和NW;3）辐射花样具有优势方位的成因是高压气体喷射具有方向性、气泡与井壁之间的耦合等;4）水域台站接收到的信号能量损失更小,时频谱更光滑。     

2019-07 Ridgecrest地震及其余震的双差重定位分析

选取加州理工学院（Caltech）、美国地质调查局（USGS）及南加州地震数据中心（SCEDC）的震相观测报告和数字波形数据,结合波形互相关技术,利用双差定位方法单独和联合反演Ridgecrest M_W6.4前震、M_W7.1主震及震后1个月内M_W≥2.5余震的震源参数。精定位结果显示,2 098次地震事件形成4个事件簇,得到高达97%重定位率的震源参数;地震序列走时残差为65 ms,互相关走时残差为57 ms。精定位后震中位置线性特征更为显著,震群空间分布呈L型和T型特征,余震展布长约90 km,宽约25 km。定量分析地震活动与断层构造的关系,结果表明,Ridgecrest地震序列始于深部并向浅部区域传播,震源深度主要分布在4~8 km范围,呈分段条带特征,揭示Ridgecrest地震序列对该处规模不一的多断层构造组成的复杂断层系造成破坏,小湖断裂带为地震序列的发震断层。     

引潮位展开的不同规格化形式及其转换

在引潮位展开过程中,为使大地系数的数值在不同阶次中保持相对稳定,对其进行规格化处理。从引潮位的基本理论公式出发,在分析缔合勒让德函数及其完全规格化的基础上,给出了引潮位展开中3类不同规格化(Doodson规格化、Cartwright & Tayler规格化、Hartmann & Wenzel规格化)公式的具体形式,得到3者之间的转换关系与转换系数。同时给出Doodson规格化中2~6阶规格化因子的具体数值,指出并改正Doodson、Roosbeek文献和IERS 2003、2010规范中的3处错误。     

海水介质中漂白珍珠长麻率研究

以海水为溶剂进行珍珠漂白,探讨双氧水浓度、漂白液pH值和漂白时间与珍珠长麻情况之间的关系。结果表明:从抑制珍珠长麻方面考虑,最佳双氧水的浓度为5%,漂白液pH值为8.60,漂白时间为3d。     

Numerical hydrodynamics study around turbine array of tidal stream farm in Zhoushan,China

In recent decades, great efforts have been made to efficiently explore tidal stream energy due to its unique advantages of easy prediction and great potential. China recently launched a national tidal stream farm demonstration project in the waterway between Putuoshan and Hulu Islands in the Zhoushan area. Before deployment of the turbine array, it is necessary to understand the hydrodynamic changes associated with the construction of a turbine array. In this study, we developed a depth-averaged hydrodynamics model that solves the shallow water governing equations to simulate the tidal hydrodynamics around the Zhoushan Archipelago. The simulation results agree with field data in terms of the water elevation and stream velocity. We considered two types of turbine arrays in this study and investigated their impacts on the local hydrodynamics. In general, the stream velocity in the northern and southern areas is reduced due to the power take-off of the turbine array, whereas stream velocity in the western and eastern areas is slightly increased due to the blockage impact of the turbine array.     

无菌人工养殖海水中副溶血弧菌噬菌体与宿主的消长动态

在3组一定浓度的副溶血弧菌菌液中分别加入3种浓度的副溶血弧菌噬菌体,第12天各实验组再次分别加入一定浓度的副溶血弧菌或副溶血弧菌噬菌体,比较各组水体中副溶血弧菌噬菌体及其宿主的动态关系。结果表明,副溶血弧菌噬菌体可使宿主下降至一定浓度并与之保持动态平衡关系,实验组1、2、3中副溶血弧菌浓度从2.43×106 mL-1分别下降至6.2×104、9.2×104、7.46×105 mL-1,并以此浓度范围维持下去。高浓度副溶血弧菌噬菌体与其宿主之间平衡关系的稳定性较好,再次加入副溶血弧菌,高、中浓度组分别在1 d和4 d后副溶血弧菌下降至平衡时的数量级浓度,并持续下去。低浓度组副溶血弧菌组有所上升,并持续下去。再次加入副溶血弧菌噬菌体对副溶血弧菌浓度影响较小(P>0.05)。     

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城市地表要素的地表能量响应特征及其关系研究

遥感地表能量信息可揭示城市地表要素的地表能量综合响应特征和作用关系特征,客观地反映了城市实体空间、开敞空间及其开放空间网络的格局和变化。本文从重庆城市地表能量响应的基本网格单元和研究区尺度,分析城市地表要素对城市热环境的贡献,并结合与“国际宜居城市”——西雅图的对比,探讨城市化过程中地表要素类型改变对城市热环境的影响及其变化和规律。结果表明：① 在基本网格单元和区域尺度层面,城市地表能量的平衡取决于地表要素中实体空间和开敞空间布局的合理性与稳定性;② 在城市大规模的硬质化区域,建筑实体的垂直体量相对于其水平体量及其组团格局,对于地表能量的聚集、改变具有较高的敏感性;③ 地表要素对城市热环境的影响若达到同等贡献指数（绝对值）程度,基本网格单元的开敞空间比例需要高于实体空间;④ 开敞空间基本网格单元的林地和水体类型所占比例达到20%时,地表能量的减幅明显;⑤ 实体空间基本网格单元的在建/工业用地要素类型所占比例超过5%,以及高密度建设用地所占比例达到30%时,地表能量的增幅明显。本研究旨在从城市地物实体地表能量的体量与空间关系角度,为建设基于城市更新的城市规划和城市设计提供科学依据。     

基于空间平滑的均匀圆阵对相干信源的DOA估计

空间平滑算法是相干信源波达方向(DOA)估计中的一种有效方法,但只适合于均匀线阵.提出一种基于均匀圆阵(UCA)的相干信源DOA估计方法.方法是将均匀圆阵结构转换成虚拟均匀线阵结构,把前后向空间平滑技术应用到虚拟均匀线阵中,进行相干信源DOA估计.仿真实验结果验证了该方法的有效性.     

An estimation model for the fragmentation properties of brittle rock block due to the impacts against an obstruction

Mountain hazards with large masses of rock blocks in motion – such as rock falls, avalanches and landslides – threaten human lives and structures. Dynamic fragmentation is a common phenomenon during the movement process of rock blocks in rock avalanche, due to the high velocity and impacts against obstructions. In view of the energy consumption theory for brittle rock fragmentation proposed by Bond, which relates energy to size reduction, a theoretical model is proposed to estimate the average fragment size for a moving rock block when it impacts against an obstruction. Then, different forms of motion are studied, with various drop heights and slope angles for the moving rock block. The calculated results reveal that the average fragment size decreases as the drop height increases, whether for free-fall or for a sliding or rolling rock block, and the decline in size is rapid for low heights and slow for increasing heights in the corresponding curves. Moreover, the average fragment size also decreases as the slope angle increases for a slidingrock block. In addition, a rolling rock block has a higher degree of fragmentation than a sliding rock block, even for the same slope angle and block volume. Finally, to compare with others' results, the approximate number of fragments is estimated for each calculated example, and the results show that the proposed model is applicable to a relatively isotropic moving rock block.