潮汐地电场特征及机理研究

以中国大陆一百个地电场台站的数据为分析基础,将潮汐地电场分类为近正弦形的TGF-A型和近梯形的TGF-B型.TGF-A型地电场与固体潮汐密切关联,基本分布在大面积水域附近,并与附近水域面积和距离、岩性结构、构造活动等因素有关.TGF-B型地电场与气潮作用产生的空间S_q电流关系密切,并与岩石饱和度、渗透率等有关.TGF-A型波形畸变揭示了岩石所受应力可能出现变异,导致岩石裂隙水周期性渗流突变;TGF-B型背景值跃变可能是岩石微破裂加剧导致地下水向破裂区渗流.两类潮汐地电场变异的机理可能是地电场数据应用于强震短临分析的理论基础.     

1976年MS7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会（SCEC）Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型（3D-FDM）,以1976年唐山M_S7.8地震为例,从简化的断层双侧破裂模式出发,对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km（深度）的长方形块体组成,模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s,形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型工作站上,我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时,通过引进计算机可视化技术,对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外,在对源程序修改过程中,实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入,在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性,并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征,对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河M_S6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响,使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大,为2~3 MPa,在逆冲方向上较小,为0.1~0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整,唐山主震对后续余震的发生有促发作用.     

煤矿微震监测台网优化布设研究

煤矿冲击矿压现象日益严峻,作为矿山动力灾害的主要监测手段,微震监测系统已在许多矿井广泛使用,为保证矿震定位和能量计算的准确,提高预测预报煤矿冲击矿压的可行性,应建立一套台网布设优化及评价系统.应用微震定位和D值优化设计理论,结合煤矿实际条件研究了影响矿震定位精度的主要因素和不利条件,并提出了采用综合指数法确定煤矿高微震活动区域和区域内矿震发生的概率,制定了台站候选点和监测区域确定的一般原则.通过理论分析震中和震源标准差反映台网定位能力的不足,建立基于数值仿真实验方法的震中与震源误差期望值模型,最终形成台网布设优化及评价系统.实验和现场应用结果表明,该系统能够快速确定台网最优布设方案,准确评价台网定位能力,满足煤矿微震监测的需要.     

青藏高原土壤三参数监测初析

2009年7月在青藏高原主体利用英国DELTA-T公司生产的W.E.T土壤三参数仪对不同下垫面进行土壤三参数监测,共得到19组200次测量数据,对这些数据进行初步分析,结果表明:不同下垫面土壤三参数随海拔高度变化规律不同;土壤三参数之间的关系可能受到下垫面类型的影响,灌丛地土壤温度与土壤电导率的变化较一致,而含水量的变化与温度及电导率的变化没有相关趋势,草地土壤电导率与含水量有相反的变化趋势,而温度变化则与含水量及电导率变化无相关趋势。      

青藏高原北部活动层土壤热力特性的研究

利用2003年10月～2004年9月期间高原北部可可西里(QT01)、北麓河(QT02)、开心岭(QT05)、通天河(QT06)等地活动层土壤温度梯度、土壤热通量及土壤水分的观测资料,计算了高原北部活动层土壤的导热率、土壤容积热容量、导温率等土壤热力参数.结果显示,QT02、QT05、QT06三站导热率、导温率夏秋季节较大而冬季较小,容积热容量则相反,表现为秋冬季节大而夏季较小;QT01站导热率表现为春季大,夏季较小;表层土壤粒度较小及较低的土壤湿度是冬季导热率较小的可能原因;冻土的热力特征参量可描述为相应深度的温度、体积含冰量及土壤盐度的函数,土壤含水量是融土热特征参数的主要影响因子;土壤水分含量小于某一临界值时,导温率随土壤水分含量的增大而增大,反之则减小.     

磁暴环电流衰减率对磁层能量状态的影响

赤道环电流是引起磁暴扰动的主要电流体系,环电流衰减速率极大地影响着磁层能量收支估计和磁暴预报.本文提出评价环电流衰减率的两条新指标;（1）E指标（磁暴事件总能量收支平衡指标）,即磁暴全过程的积分能量收支平衡;（2）L指标（长期总能量收支平衡指标）,即几年、十几年或更长时段内积分能量收支平衡.我们用1998~2003年44个磁暴事件以及第23太阳周（1998~2008年）11年的连续资料,分别检验了几类衰减率模型对上述两条指标符合的情况.结果表明,PA1978和XD2010两类模型对E指标符合得最好,即无论磁暴强弱,它们均显示出事件总能量收支平衡的基本特征;同时,这两类模型与L指标符合得也最好,即它们的长期积分能量基本平衡,而且磁暴期间的能量消耗表现出明显增强的重要特征.     

低纬度环球带和环太平洋带大地震的幕式活动分析

统计分析低纬度环球带(E带)和环太平洋带(P带)在1900～2008年间M_W≥7.5地震的时空分布,进一步证实两者本身和两者之间都存在15～18年的幕式交替活动. 将这两大地震带分别划分为5个地震区,发现这些分区地震幕式活动互不相同, 但E带各区奇数幕与偶数幕年均地震数之比OER均大于1.58, 而P带各区的OER均小于0.93, 显示出前者以奇数幕活跃为特征, 后者以偶数幕活跃为特征. 对这些地震区的组合分析进一步证明,从幕式活动的共性看, 中太平洋地区宜纳入E带. 本文推论:低纬度环球带是另一条全球尺度地震带;大地震幕式活动的成因应归因于板块运动有几十年时间尺度的非平稳幕式运动;未来5～8年, E带的大地震还会比P带多.     

龙陵-瑞丽断裂(南支)北段晚第四纪活动性特征

遥感影像解译和野外地质地貌调查表明,龙陵-瑞丽断裂(南支)北段是以左旋走滑为主兼张性正断的区域性活动断裂。根据一些断错地貌点的大比例尺填图、实地测量及其年代学分析,确定了该断裂为全新世活动断裂,断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为2.2mm/a,平均垂直滑动速率为0.6mm/a;全新世以来的平均水平滑动速率为1.8～3.0mm/a,平均垂直滑动速率为0.5mm/a。断裂晚更新世以来的滑动速率在不同的时间尺度上变化不大,反映了该断裂晚更新世以来的活动强度比较平稳     

黑龙江省草地螟第三暴发周期气候特征及风险概率

1996年以来黑龙江省草地螟第三暴发周期持续至今,危害日益加重。以1959-2008年黑龙江省28个国家基本站的气象资料以及草地螟暴发期等资料为基础,分析了黑龙江省草地第三暴发周期的气候特征及风险概率。结果表明：近50 a来,黑龙江省年平均气温、年平均最低气温呈显著的上升趋势,通过0.001显著性检验,气温在1988年前后出现突变。其它要素,如降水量、降水日数、风速、日照时数均呈减少趋势,但只有年日照时数和年平均风速的减少趋势通过了显著性检验。哈尔滨草地螟始发日期与同期平均气温、日最高气温、最低气温、最小相对湿度关系密切,应该是本地越冬虫源春季羽化对气温、相对湿度敏感性较高;同时始见日期与最大风速的风向相关较为密切,可能是由于外地虫源对风向敏感性较高。通过对黑龙江省草地螟高峰期首日的风险概率分析,得到黑龙江省草地螟高峰期出现在5月最后一个候的风险概率为23.6%;出现在6月上旬的风险概率为36.6%;出现在6月中旬的风险概率为24%;出现在6月下旬的风险概率为14.4%。     

樟子松固沙林带间植被恢复及其对林草界面作用的响应

调查了海拉尔市巴音岱林场不同分布格局、不同带间距的人工樟子松林带内植被恢复过程及物种多样性的差异,分析了林草界面生态学效应,研究了林草界面对带间植被自然恢复的作用。结果表明,宽的带间距带内物种多样性和生物量变化曲线出现了两个高峰,而窄的带间距带内只有一个高峰,说明该地区林带之间距离不应小于12 m;当林带之间距离为16~28 m时草本物种多样性出现最大值。植被恢复效果表现为带间距12 m差于带间距24 m,虽然都差于天然植被,但边际效应大大地加速了群落演替的进程。研究区樟子松林草界面边缘效应影响域为20 m, 其小尺度范围内生境异质性也很明显。行带式造林带间距离不应大于40 m,超出边缘效应影响域不利于带间植被恢复。