日本东部内陆地区2011年大地震前后应力状态与诱发地震

通过反演震源机制数据,得到了东日本大地震前后日本东部内陆地区的应力场.地震前,在东北部(Tohoku),σ1轴呈EW方向,但在关东-东部(Kanto-Chubu)地区则呈NW-SE方向.地震后,在Tohoku北部和靠近磐城市(Iwaki City)的Tohoku东南部,应力场发生了变化,主应力取向大致等同于与地震相关的静应力变化取向.这说明地震前这些地区的差应力值小于1 MPa.在Tohoku中部,虽然地震后加载的应力取向几乎逆转,但其应力场没有发生变化,说明那里的差应力值大大超过1MPa.在KantoChubu,地震后加载了与背景应力方向近乎相同的应力,且应力场没有发生预期的变化.这可能就是Kanto-Chubu地区高地震活动水平的诱因.     

1998年张北地震序列构造应力张量变化特征的研究

根据张北地震序列的地震活动特征,利用张北震区1998年1月～1999年3月间145个3 级左右地震的震源机制解资料,应用Gephart(1990)的应力张量反演方法,研究张北地震序列构造应力张量的总体变化特征和时序变化特征;研究发现强余震发生前,应力张量的波动幅度不是很大,震源及附近地区的构造应力作用较强,强余震发生后,应力因发生破裂而重新分布。而且震源区的构造应力场方向与华北地区的构造应力场方向基本一致,说明张北主震和强余震都是在华北统一构造应力场的作用下发生的。     

2011年日本MW9.1地震前后破裂区内视应力时空变化

2011年3月11日, 一个 M_W9.1地震袭击了日本本州地区, 为了分析这次地震前后主震破裂区内应力时空变化, 我们选取1996年1月~2016年6月期间发生在破裂区内的563个5.0≤M_S≤6.9地震, 研究了视应力随时间的变化和空间分布。 日本M_W9.1地震前从2002年中起视应力开始呈趋势性上升变化, 到2009年初以0.18 MPa/a的速率从0.6 MPa上升到1.76 MPa, 相差约3倍, 直到地震发生前夕一直保持在1.5 MPa之上。 地震发生之后, 直到2016年6月在破裂区内视应力呈缓慢下降变化, 但仍保持在1.5 MPa之上较高水平。 视应力在地面上和断层面上的分布显示, 1996—2005年间破裂区仅存在个别视应力高值, 从2006年到2011年2月, 破裂区大面积出现视应力高值。 在日本M_W9.1地震发生之后的近3个月内, 破裂区视应力整体处于高值水平, 之后在较高的水平上缓慢减弱。 视应力是地震断层面上平均应力的下限, 视应力的高低在一定程度上反映的是震源断层面上平均应力的高低。 在日本M_W9.1地震前, 发生在破裂区内的地震, 其断层面上的平均应力经历了大约8.5年的趋势上升变化过程。 这次大地震前破裂区所在的地壳应力逐渐增加, 最后导致断层面错动发生日本M_W9.1地震。     

唐山地震序列应力触发的粘弹性力学模型研究

根据前人对唐山地震破裂分布、地壳波速和粘性结构的研究,考虑局部应力场、孔隙流体压力和断层附近软介质的影响,计算了唐山地震产生的,投影到后续大余震断层面和滑动方向上的库仑破裂应力变化。结果表明,随后发生的滦县地震和宁河地震均发生在唐山地震产生的库仑破裂应力变化为正的区域。为研究唐山地震、滦县地震和宁河地震对后续小震的触发作用,根据前人对该地区构造应力场和地震破裂分布的研究,假定构造应力量值为10 MPa,求得了震源附近各处可能的小震震源机制。将上述3次地震产生的应力变化投影到可能的小震破裂面和滑动方向上,发现唐山地震、滦县地震和宁河地震产生的正库仑破裂应力变化的ldquo;蝴蝶rdquo;形分布与后续小震发生的空间分布具有较好的一致性,95%的余震发生在库仑破裂应力变化增加的区域,说明唐山地震序列中前面的大震对后续小震的发生起到了调制作用。该研究结果对大震后余震的危险性快速评估具有一定意义。如果大地震发生后能够快速确定详细的破裂分布和震源区域详细断层及滑动特性资料,本文方法可用来预测未来大余震的发震位置。      

2015年9月14日河北昌黎4.2级地震及震中附近应力状态分析

2015年9月14日在河北昌黎发生了M_S4.2地震,这次地震位于唐山老震区,是2015年内首都圈地区最显著的地震。本文计算了这次地震的地震矩张量和2015年内发生在其附近小地震的震源物理参数,对比之前的研究成果讨论了小区域的应力状态。以往应力场研究侧重于最大应力主轴方向,本研究通过计算地震视应力参数估计了区域绝对应力水平下限,获得了有关应力状态的丰富信息。本文采用(1)反演地震矩张量的波形拟合法及(2)积分宽频带平均震源谱法2种方法计算出地震矩,得到的地震矩比较接近,说明本文计算流程和参数选择合理。综合分析得出下面两点认识:(1)区域应力场受到华北应力场控制,同时也表现出小区域特征;(2)地震视应力分布与10年前相比没有明显差别,可能意味着该区域的地震活动会维持现状。     

由井水位资料反演大同-阳高6.1级地震前后应力场的动态演化过程

利用献[1]给出的用井水位资料反演含水层应力变化的方法和井水位动态观测资料，反演了大同－阳高地震前后大区域应力场的动态变化特征。结果表明：应力场的零值线穿过震中区，地震前，震中区周围应力场发生转向，由正应力区变为负应力区，同时正应力的量值逐渐增大。地震发生后应力场呈缓慢变化。     

大同地区3次地震序列构造应力张量变化特征的研究

利用1989~2002年间3次大同地震序列中共计700多次中小地震的震源机制解资料,应用Gephart(1990)的应力张量反演方法研究了这3次地震序列的构造应力张量的总体变化特征和时序变化特征,研究发现3次主震发生前震源及附近地区的构造应力作用较强,主震发生前后,应力方向存在细节差异,但是最大主压应力方向与华北地区的构造应力场方向基本一致,只有1999年震前阶段的最大主压应力方向为226°(SW向),分析认为这可能是华北地区构造应力场与大同地区局部构造应力场相互作用的结果。     

地震视应力在云南地震序列中的前兆特征

在假设震源位移谱符合omega;平方模型的基础上,得到了利用震源位移谱低频水平与拐角频率来计算中小地震视应力值的数学表达式.采用数字化速度波形记录,通过校正仪器响应、介质衰减与吸收效应、台站场地响应等影响因素后,计算得到了云南地区4个地震序列共823次中小地震的视应力值.结果表明,地震视应力在云南地区的这4个地震序列中有很好的前兆特征表现,即:地震序列中只要发生了视应力值超过1MPa的中小地震,其后就一定会有中强震发生;如果序列中中强地震发生后再没有发生视应力值超过1MPa的中小地震,则该序列就不会有强余震发生.同时研究表明,4个地震序列所在地区的平均视应力值为0.8MPa,地震视应力值与地震震级没有显著相关关系.      

日本近畿北部的地壳应力状态及其变化

1.引言大地震前后,前震、余震的P轴方向发生变化,可从唐山地震等几个实例看到。一般认为这是大地震前在震源区应力集中,地震后应力释放形成应力再分配所致。笔者认为除这类大地震发生过程中的局部应力场变化外,在某种程度上存在周期性的应力场变化。至少在板块俯冲带,压缩应力向海洋板块俯冲方向作用,压应变增大。可以认为,由于非弹性变形,只要应力不松弛,水平应力就增大。可是,在俯冲口,因为大陆板块的摩擦阻尼或者软流层的粘性阻尼,俯冲板块并不以一定速度俯冲。     

秦岭—大别东段应力状态研究

本文首先通过Snoke发展的利用P波、 SV波和SH波的初动和振幅比方法计算秦岭—大别东段2008年以来83次M_L≥2.5地震的震源机制解, 然后通过FMSI方法反演得到平均应力场的方向特征: 近东西向的水平挤压和近南北向的水平拉张作用, 与参数统计结果一致; 进而通过震源机制的一致性参数分析应力场方向的变化信息。 分析表明震源机制解呈现了由变化紊乱、 偏离平均应力场到变化一致、 趋于平均应力场再到变化紊乱、 偏离平均应力场的变化过程, 在显著地震前, 研究区整体的震源机制一致性参数处于持续低值状态; 计算了2008年以来93次M_L≥2.5地震的视应力, 拟合视应力与震级的关系, 分析扣除震级影响的差视应力随时间变化特征, 近似反映研究区应力大小的变化。 分析表明显著地震前研究区的差视应力值呈现出明显的先上升后下降的变化过程, 在下降过程中发生地震; 最后利用震源机制一致性参数和差视应力综合分析研究区的应力状态, 均表明显著地震前震源区的构造应力场增强。 目前研究区的震源机制一致性参数较高、 差视应力较低, 研究区的应力水平较低。     

Temporal variations and scaling of streamflow and baseflow and their nitrate-nitrogen concentrations and loads

The patterns of temporal variations of precipitation (P), streamflow (SF) and baseflow (BF) as well as their nitrate-nitrogen (nitrate) concentrations (C) and loads (L) from a long-term record (28 years) in the Raccoon River, Iowa, were analyzed using variogram and spectral analyses. The daily P is random but scaling may exist in the daily SF and BF with a possible break point in the scaling at about 18 days and 45 days, respectively. The nitrate concentrations and loads are shown to have a half-year cycle while daily P, SF, and BF have a one-year cycle. Furthermore, there may be a low-frequency cycle of 6–8 years in C. The power spectra of C and L in both SF and BF exhibit fractal 1/f scaling with two characteristic frequencies of half-year and one-year, and are fitted well with the spectrum of the gamma distribution. The nitrate input to SF and BF at the Raccoon watershed seems likely to be a white noise process superimposed on another process with a half-year and one-year cycle.     

燕郊等测点迁移优化与地磁观测研究

为优化地磁观测条件，开展了燕郊、夏垫等测点迁移工作；按照测眯迁移原则与实施技术方案，完整地收集并整理了地质构造与地球物理等方面的基本资料；进行了野外实地勘察，磁场梯度的测量，确定了新测点，在新老测点上进行了较长时间的地磁场对比观测；应用多种方法分析研究了地磁对比观测资料，结果表明，新老测点与有关测点的地磁变化具有良好的一致性，并得到了新老测点之间的地磁数据的按点差。     

东、南洞庭湖的径流、泥沙特征及冲淤规律

通过实地调查并对1957年以来水文、泥沙观测资料做系统分析和计算,探讨东、南洞庭湖出、入湖水量、沙量的年际和年内变化特征,以及长江下荆江段裁弯对湖区径流和泥沙的影响。提出了湖区泥沙汛淤枯冲的变化规律及水位升降与湖区泥沙冲淤的关系;论证了丰、平、枯年湖区淤积严重,面积日益缩小对径流的调节作用正在减弱。     

Seismics and optics: hyperbolae and curvatures

We rederive and generalize hyperbolic moveout formulae for the common-midpoint (CMP) gather and for the zero-offset (ZO) section that can be efficiently used for macro-model-independent reflection imaging in two-dimensional media. The hyperbolic moveout formulae for the common-midpoint gather are obtained from different Taylor series expansions of a particular parametric moveout surface defined in the multicoverage data space. Such a moveout surface involves three kinematic wave-field attributes of two hypothetical waves, which have to be determined by a coherency analysis. By using hyperbolic moveout curves in the CMP gather and in the ZO section one can determine these attributes in two steps. The relationships between the local shapes of the interfaces and the attributes of the hypothetical wave-fields attributes are considered by means of geometrical optics. The determination of these attributes allows to perform a macro-model-independent ZO simulation and a subsequent inversion.     

GIS与防灾减灾

地理信息系统(GIS)在我国已得到广泛的应用。在简要介绍G1S的发展历程、特点和发展趋势的基础上，重点从防灾减灾的角度介绍了GIS在气象灾害、地震灾害、地质灾害等领域的应用成果。     

Assessing Groundwater Depletion and Dynamics Using GRACE and InSAR: Potential and Limitations

In the last decade, remote sensing of the temporal variation of ground level and gravity has improved our understanding of groundwater dynamics and storage. Mass changes are measured by GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) satellites, whereas ground deformation is measured by processing synthetic aperture radar satellites data using the InSAR (Interferometry of Synthetic Aperture Radar) techniques. Both methods are complementary and offer different sensitivities to aquifer system processes. GRACE is sensitive to mass changes over large spatial scales (more than 100,000 km²). As such, it fails in providing groundwater storage change estimates at local or regional scales relevant to most aquifer systems, and at which most groundwater management schemes are applied. However, InSAR measures ground displacement due to aquifer response to fluid‐pressure changes. InSAR applications to groundwater depletion assessments are limited to aquifer systems susceptible to measurable deformation. Furthermore, the inversion of InSAR‐derived displacement maps into volume of depleted groundwater storage (both reversible and largely irreversible) is confounded by vertical and horizontal variability of sediment compressibility. During the last decade, both techniques have shown increasing interest in the scientific community to complement available in situ observations where they are insufficient. In this review, we present the theoretical and conceptual bases of each method, and present idealized scenarios to highlight the potential benefits and challenges of combining these techniques to remotely assess groundwater storage changes and other aspects of the dynamics of aquifer systems.