基于机器学习的地震动特征提取与模拟以2021年云南漾濞6.4级地震为例

随着地震动数据数量的增长和质量的提高,将基于数据驱动的机器学习方法应用到地震动模拟中有重要意义。以2021年5月21日云南漾濞M_S6.4地震为例,利用主成分析方法从前震及余震地震动记录中提取特征母波时程,将地震动三要素作为模拟误差约束,在求解母波的线性组合系数时使用多目标优化算法寻优,最终找到帕累托最优解作为模拟目标台站记录时的组合系数,得到模拟地震动时程。结果表明:主成分析法在对实际地震动记录进行特征提取后,得到的特征母波时程可以在一定程度上保留原始数据的主要信息;考虑幅值、频谱和持时这三要素的角度去控制模拟误差,可以使得模拟的地震动时程更加接近真实记录。提出的基于特征提取的地震动模拟方法可以为基于小震数据合成大震地震动提供参考。     

江南造山带九岭南缘宜丰岩组火山岩锆石SHRIMP年代学及Hf同位素特征

赣西北九岭南缘宜丰岩组是江南造山带的一个重要地层单元,但其沉积时限和区域地层对比关系尚不确定。本次1∶5万区调工作中,在万载—宜丰一带宜丰岩组地层中发现有呈夹层产出的变英安岩、变凝灰岩。SHRIMP锆石定年表明,变英安岩、变凝灰岩分别形成于835.0±7.8Ma和830.3±9.5Ma。结合宜丰岩组底部凝灰质砂岩最年轻的一组碎屑锆石U-Pb年龄852.9±2.6Ma,认为宜丰岩组沉积时限为～853 Ma至～830Ma,表明宜丰岩组主体形成于新元古代早期。锆石Hf同位素显示,ε_Hf(t)变化范围较大,为-16.02～+12.04,总体以正值为主。最为接近亏损地幔成分的5个锆石颗粒的ε_Hf(t)变化范围为+9.65～+12.04,具有最年轻的Hf二阶段模式年龄0.95～1.09Ga,与成岩年龄差距不大,表明源区中可能有新生地壳物质的加入。野外沉积学研究表明,宜丰岩组浊流沉积构造发育,主体属于半深海大陆斜坡沉积。区域上,宜丰岩组与溪口岩群、双桥山群、冷家溪群、西村岩组、南桥岩组、苍溪岩组沉积时限基本相当,沉积环境相似,应明确为华南"晋宁运动"不整合面之下的一套弧后盆地环境产物。     

REGIONAL DISCREPANCIES OF THE IMPACT OF TROPICAL INDIAN OCEAN WARMING ON NORTHWEST PACIFIC TROPICAL CYCLONE FREQUENCY IN THE YEARS OF DECAYING EL NIO

This study investigates the influences of tropical Indian Ocean(TIO) warming on tropical cyclone(TC)genesis in different regions of the western North Pacific(WNP) from July to October(JASO) during the decaying El Nio. The results show significant negative TC frequency anomalies localized in the southeastern WNP. Correlation analysis indicates that a warm sea surface temperature anomaly(SSTA) in the TIO strongly suppresses TC genesis south of 21°N and east of 140°E in JASO. Reduced TC genesis over the southeastern WNP results from a weak monsoon trough and divergence and subsidence anomalies associated with an equatorial baroclinic Kelvin wave. Moreover,suppressed convection in response to a cold local SSTA, induced by the increased northeasterly connected by the wind-evaporation-SST positive feedback mechanism, is found unfavorable for TC genesis. Positive TC genesis anomalies are observed over higher latitudinal regions(at around 21°N, 140°E) and the western WNP because of enhanced convection along the northern flank of the WNP anomalous anticyclone and low-level convergence,respectively. Although local modulation(e.g., local SST) could have greater dominance over TC activity at higher latitudes in certain anomalous years(e.g., 1988), a warm TIO SSTA can still suppress TC genesis in lower latitudinal regions of the WNP. A better understanding of the contributions of TIO warming could help improve seasonal TC predictions over different regions of the WNP in years of decaying El Nio.     

CMIP5全球气候模式对1981—2005年东北地表温度的模拟分析

利用中国东北1981—2005年173个气象台站观测的月平均地表(0 cm)温度资料和参加IPCC第五次评估报告的43个全球气候模式模拟结果,对比分析了CMIP5耦合气候模式对中国东北地区地表温度的模拟性能。结果表明：大部分气候模式模拟结果都能较好的再现研究区域的地表温度时空变化,与月观测的时间相关系数均高于095,对年际变化模拟能力稍差,大部分模式模拟结果在整个研究时段均表现出冷偏差。空间分布显示,CMIP5模式能够模拟出中国东北地区地表温度南高北低的空间分布特征,但不同模式模拟结果之间差异较大,模拟能力较优模式能够较好的模拟出研究区域的冷暖中心,较优模式组和较差模式组在夏季的差距达到最大,较差模式组不能再现地表温度的分布特征。通过模式优选发现FGOALS_s2模式表现最优。总的来说,CMIP5耦合气候模式对中国东北区域地表温度的时空变化特征的模拟性能较好,对气候态年变化的模拟性能好于对年际变化的模拟。     

二郎山公路隧道岩爆特征与预测研究

根据二郎山公路隧道施工中记录的200多次岩爆资料,总结隧道的岩爆特征,并采用"地质超前预报法"和"σθ/Rb判据现场测定预测法"两种方法,对岩爆预测问题进行有益探讨.     

青藏高原边缘积雪辐射特征

利用中国陆地生态系统通量观测研究网络的玛曲站观测的一次降雪过程的资料,对青藏高原东部边缘冬季的降雪、积雪过程的辐射特征进行了分析.研究结果表明;积雪期晴天和降雪过程的向上短波辐射的峰值分别约为降雪前晴天的3和2倍.无积雪晴天地表反射率主要分布在0.175～0.36,新雪地表反射率主要分布在0.8～0.9.大气逆辐射变化较小,降雪过程的最大,积雪时的最小.地表长波辐射则为降雪前最大,降雪时最小.积雪覆盖的晴天比无积雪时的净辐射变化幅度减小,且早上由负转正的时间推迟.     

基于可变因子的变分贝叶斯SINS海上动态对准

针对传统变分贝叶斯自适应滤波中,基于经验选取常值遗忘因子,不能自适应时变量测噪声的问题,提出一种基于可变因子的变分贝叶斯自适应滤波,并应用于船载捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system, SINS)动态对准。首先利用变分贝叶斯方法近似噪声的后验分布,估计时变量测噪声和状态向量后验分布。其次通过噪声方差时变强度构造可变因子,实现自适应调整变分贝叶斯参数。最后给出了基于可变因子的GNSS/SINS海上动基座对准流程及算法。船载实测数据表明,所提算法在时变方差下,较卡尔曼滤波和传统贝叶斯滤波方位角误差收敛到0.5°范围内所需时间分别缩短了52%和44%;横滚角和方位角均方根误差分别降低57%、46%和13%、9%;东向和北向速度均方根误差分别降低56%、68%和51%、22%。     

基于实测与模拟的青海湖冰厚时空变化特征

湖冰厚度是湖泊在封冻期的重要物理参数,明晰其时空变化特征对于认识气候变暖背景下的湖冰响应规律具有重要的理论价值和现实意义.基于ERA5 Climate Reanalysis气温数据集、MODIS MOD09GQ数据产品和2019年湖冰钻孔测厚数据及雷达测厚数据,重建2000—2019年青海湖冰厚时间序列并分析其时空变化特征.结果表明:①2019年3月实测青海湖湖冰厚度平均增长速率为0.30 cm/d,高于2月份(0.12 cm/d).基于度日法湖冰生长模型模拟的2018年11月—2019年3月青海湖冰厚平均增长速率为0.34 cm/d,与实际观测数据相比,模拟冰厚误差为±2 cm,但在河流入湖口处和湖区南侧误差较大,且冰厚模拟数值在3月中旬前高估而之后有所低估.②青海湖多年平均冰厚介于32～37 cm,其中2008—2016年湖冰厚度年际变化剧烈,呈现先增大再稳定后减小的趋势.冻结初期湖冰厚度增长迅速,12月和1月湖冰增长速率分别为0.45和0.41 cm/d,2月后冰厚增长速率放缓,2月和3月分别为0.29和0.14 cm/d.③2000—2019年冰厚整体呈现北厚南薄、东厚西薄的空间格局,多年冰厚变化幅度湖区西部较东部稳定,湖冰平均厚度与完全封冻时长及封冻期呈正相关.