山西裂谷带形变应力场及其与地震的关系

1996年至2001年山西裂谷带6期GPS复测资料的基本特征为趋势性活动,表现为北段向西运动,南段向东运动,整体呈逆时针的差异活动性质;趋势性活动强度并不高,南北向伸展运动只有1 mm/a,而且主要发生在断裂带的北段;主压应变场的方位角为72;°看不出区内任一条断裂两侧存在着明显的趋势性差异运动。显示了华北地区西界受力的特征为“南强北弱,”2002年运动性质与以往基本一致,量级上也比较接近;2003年的运动量级明显偏大,这可能预示着应力增量场有所加强,山西断裂带中段的应变(尤其剪应变)积累较快一些。2004年水平运动没有形成断层错动、应变相对集中或断层闭锁的有序结果。     

山西裂谷带形变应力场及其与地震的关系

1996年至2001年山西裂谷带6期GPS复测资料的基本特征为:a) 趋势性活动表现为北段向西运动,南段向东运动,整体呈现逆时针的差异活动性质;趋势性活动强度并不高,南北向伸展运动只有1 mm/a,而且主要发生在断裂带的北段;b) 主压应变场的方位角为72°;c) 看不出区内任一条断裂两侧存在着明显的趋势性差异运动.     

山西断裂带活动趋势与动态特征

利用沿山西断裂带布设的GPS监测网的 6期复测资料 (1996～ 2 0 0 1) ,分析了山西断裂带水平运动的趋势及动态活动特征。结果表明 :(1)现阶段趋势性活动表现为北段向西运动 ,南段向东运动 ,整体呈现逆时针的差异活动性质 ;但趋势性活动强度并不高 ,断裂带从南到北在垂直方向上的趋势性差异运动分量为 3mm a左右 ;该带的南北向伸展运动量也只有 1mm a ,而且主要发生在断裂带的北段。 (2 )趋势性运动所反映主压应变场的方位角为 72°。 (3)每年间的活动性质并不完全相同甚至相反 ,并偏离趋势性活动 ,由此所推算出的应变场参数不能反映基本应力场的物理特性。 (4)高频运动 (每年的 )不但存在而且复杂 ,强度是趋势运动的数倍。 (5 )无论是长趋势性活动还是每年的活动都看不出区内任何一条断裂两侧存在明显的差异性运动(包括走滑运动 )。趋势性运动结果不仅验证了华北地区西界受力“南强北弱”的基本特征 ,而且一直持续到华北腹地。断裂两侧无明显的差异活动可能说明板内各块体之间的差异活动是在一定的空间范围内通过渐变来完成的 ,并不是以某一条断裂或狭小条带为界的突变过渡来实现的。动态活动明显存在则可能表明 :(1)在基本应力场的大环境下存在着应力扰动行为。 (2 )由于介质的物性存在着差异 ,区域应力     

山西中北部地区地壳垂直形变时空演化特征及与强震的关系

采用山西中北部地区2006期和2015期一等精密水准测量资料,利用经典动态平差方法,对区域近期地壳垂直形变时空演化特征进行了研究。结果表明:(1)山西中北部地区近期整体表现为山地隆升,盆地下沉的特点,以继承性运动为主,但局部也存在差异性。吕梁断块和太行断块表现为隆升,活动速率分别为2～8 mm/a和2～6 mm/a;山西断陷带的系列盆地表现出相对下沉,沉降速率为-3～-10 mm/a;(2)汶川地震显著影响了区域地壳垂直运动形变场。震前区域地壳运动表现为显著拉张特点,震后张性减弱,挤压增强;(3)大同—化稍营、呼和浩特和榆次—石家庄一带存在地壳垂直形变高梯度带,中长期尺度上存在地震危险性背景。     

川滇菱形块体主要边界运动模型的GPS数据反演分析

利用川滇地区1991-1999年的高精度GPS观测处理结果,采用稳健 - 贝叶斯最小二乘算法与多断裂位错模型,分析研究了川滇菱形块体主要边界运动的定量模型.反演分析表明:川西鲜水河断裂带和安宁河断裂带的左旋走滑运动速率约30mm/a,倾滑运动(逆断层)速率分别约9-11mm/a;滇西红河断裂带、程海断裂带、鹤庆 - 洱源断裂带的走滑运动(分别为右旋、左旋、左旋)速率分别约、11、13mm/a,倾滑运动(正断层)速率分别约16、24、16mm/a;如将其视为弹性应力应变积累,则各断层每年有相当于6级左右的地震能量积累.依据上述反演结果,模拟了区域主要断层运动引起的水平位移、应变速率场图像,显示了边界断裂及其之间的相互作用.     

昆仑山口西8.1级地震震后中国西部地壳水平位移场的变化特征

利用"中国地壳运动观测网络"基本站自1998年运行以来积累的观测资料,以2001年11月昆仑山口西8.1级地震前的所有资料计算的运动结果为基本参考,分别计算了2002年相对于2001年和以后几年相对于2002年的测站累计偏离位移变化结果,据此对昆仑山口西8.1级地震震时和震后中国西部水平运动场的变动进行了观察.结果表明:①以发震断裂为界,震时南侧的西藏地区发生了由北至东的偏离位移,数值超过10 mm,北侧的新疆地区发生了NW向的偏离位移,最大值也超过了10 mm;②震后(从2003年算起)左旋性质的偏离位移是断断续续的增加,截止到2005年,距震源最近的JB51(发震断裂南侧)和JB30(发震断裂北侧)站的地形变变化最大,相对达70 mm;③震后发震断裂以南的丙藏地区优势偏离位移向东,以北新疆地区的优势偏离位移向北北西,距震中越近偏离越大;④2006年,距震源最近的JB51和JB30站的偏离位移似乎有向反向移动的迹象,西藏地区基本上没有新的偏离,新疆地区的WNN向偏离位移似乎仍在进行.尽管地震发生距今已5年多了,但有关迹象表明,地壳水平形变场的有序调整可能尚未完全结束,也不排除震前西藏地区的运动由于孕震的缘故而略有所减慢的可能.     

汶川M_S8.0地震前龙门山断裂带的水平形变和应变特征

根据1999年,2001年,2004年和2007年的GPS观测资料计算得到的1999--2007年全球框架下的站点速率,使用块体运动模型公式,根据青藏亚板块和华南亚板块上的GPS站点速度,分别计算两个块体的运动参数,并用来反算龙门山断裂带的运动参量。结果表明龙门山断裂带的活动速率为9．38mm／a。其中,右旋走滑速率为3．22mm/a,压缩速率为-8．81mm／a。     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

应用GPS技术监测山西断裂带的水平运动

利用沿山西断裂带所布设GPS监测网的4期复测资料（1996～1999）,分析了山西断裂带近期水平运动状态及其与位于监测区北端附近阳原 浑源地震（M＝5.6、39.8N、113.9E,1999-11-01）的关系．结果表明:① 1996～1997年山西断裂带的水平运动不显著;② 1997～1998年山西断裂带水平运动的强度增大,在震源区、忻州地区和介休东北地区出现了3处相对较高的应变区（110-6）;监测带的优势运动方向与其走向相一致,但不存在明显的走滑运动;③1998～1999年山西断裂带优势运动方向尽管与其走向相一致,但与上一年相比,方向大体相反、量值相近;④ 1996～1999年山西断裂带的累积水平运动逐步清晰,从趋势上看可分为３部分:忻州地区以北地区优势运动方向为北北东（0.8cm）;曲沃以南地区为南南西（1cm）;中部地区较杂乱,其南半部形变较大些,但整体不存在优势运动．总体来说,山西断裂带现主要受来自北北东 南南西向张应力场的控制,但不存在走滑运动;1997～1998 年该区可能存在一次较为明显的应力扰动,1999年度基本恢复;阳原 浑源地震是在这一过程之后发生的,该次扰动可能是地震发生的触发机制．从长趋势看,今后要注意的是上述3个运动单元的接合部位．      

利用PS-InSAR技术监测山西北部地表形变场

选用10景RADARSAT-2降轨宽幅雷达干涉数据,利用相干点目标PS-InSAR技术进行时间序列处理,获取了山西断裂带北部特定区域内2011—2014年地表形变场。结果表明:(1)断裂带中段的定襄县平原区域有较好的相干性,沿卫星视线向(LOS)的年形变速率最小值为-5±2 mm/a,最大值为-14±2 mm/a,显示断裂带附近以拉张正断层活动为主兼具逆时针差异运动特征;(2)地表形变特征的空间分布表明城市工业生产和生活抽取地下水是地表形变的主要诱因,最大沉降区域沿NNE向展布与研究区内断裂一致表明形变趋势受断裂带的影响明显;(3)利用已有的GPS复测资料对识别的PS点目标进行可靠性验证,结果表明两者的观测结果能够很好的吻合,证明该方法在监测面状区域形变场运动趋势的有效性。     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Distribution of throughfall and stemflow in multi‐strata agroforestry,perennial monoculture,fallow and primary forest in central Amazonia,Brazil

The partitioning of rain water into throughfall, stemflow and interception loss when passing through plant canopies depends on properties of the respective plant species, such as leaf area and branch angles. In heterogeneous vegetation, such as tropical forest or polycultural systems, the presence of different plant species may consequently result in a mosaic of situations with respect to quantity and quality of water inputs into the soil. As these processes influence not only the water availability for the plants, but also water infiltration and nutrient leaching, the understanding of plant effects on the repartitioning of rain water may help in the optimization of land use systems and management practices. We measured throughfall and stemflow in a perennial polyculture (multi‐strata agroforestry), monocultures of peach palm (Bactris gasipaes) for fruit and for palmito, a monoculture of cupuaçu (Theobroma grandiflorum), spontaneous fallow and primary forest during one year in central Amazonia, Brazil. The effect on rain water partitioning was measured separately for four useful tree species in the polyculture and for two tree species in the primary forest. Throughfall at two stem distances, and stemflow, differed significantly between tree species, resulting in pronounced spatial patterns of water input into the soil in the polyculture system. For two tree species, peach palm for fruit (Bactris gasipaes) and Brazil nut trees (Bertholletia excelsa), the water input into the soil near the stem was significantly higher than the open‐area rainfall. This could lead to increased nutrient leaching when fertilizer is applied close to the stem of these trees. In the primary forest, such spatial patterns could also be detected, with significantly higher water input near a palm (Oenocarpus bacaba) than near a dicotyledonous tree species (Eschweilera sp.). Interception losses were 6·4% in the polyculture, 13·9 and 12·3% in the peach palm monocultures for fruit and for palmito, respectively, 0·5% in the cupuaçu monoculture and 3·1% in the fallow. With more than 20% of the open‐area rainfall, the highest stemflow contributions to the water input into the soil were measured in the palm monocultures and in the fallow. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

Anthropogenic Eutrophication and Red Tide Outbreak in Lacustrine Systems of the Kashmir Himalaya

Red tide, a recurrent phenomenon has become conspicuous in several Kashmir lake ecosystems since 1991. The responsible organism (Euglena pedunculata), a rare flagellate rediscovered in the Kashmir Himalaya (Khan 1993) caused first and unprecedented red tide outbreak, constituting a maximum of 96% of resident numerical phytoplankton density in Dal Lake. At present, conflicting hypotheses exist on the generation of causal assemblage(s) imparting redness to waters: Jeeji Bai (1991) linked its origin to acid precipitation – a fallout of burning oil‐fields during the Gulf War – whilst Khan (1993) holds local factor(s) responsible. Field/experimental studies support the latter contention that the influx of untreated sewage, in unison with warm temperatures, high levels of PhAR, iron and interruption to hydrological flow‐pattern together with absence/or reduction in grazing activity created conducive environmental milieu for red tide outbreak. Dal Lake “red tide” drifted the bloom‐inoculum to other waters, including Lake Wular, where additional ecological niches were carved out, threatening the aesthetic value and biological diversity of Kashmir lakes. Ecological monitoring indicates frequent seasonal red tide occurrence in Dal Lake (including summer‐autumn event of 1998) which testifies its unabated eutrophication status. Further studies are needed on ecological adaptability and biogeographic distribution of this rare and unique red tide‐causing flagellate.