趣味地震学(2):世界海啸意识日

现在的“世界日”愈来愈多。除却卫生日、野生动物日、气象日、地球母亲日、环境日、减灾日(10 月13 日)等几十项外,近两年又增加了一项?海啸意识日。海啸并不常有,却是致命的。根据联合国2018 年公布的数据[1](http://www.un.org/en/events/tsunamiday/),在过去100 年里,58 场海啸夺走逾26 万人的生命,平均每场海啸丧生4 600 人,超过其他任何自然灾害,尤以2004年印度洋海啸的死亡人数最多.     

趣味地震学(10):烈度,关乎民生

正地震烈度(Intensity),是一个直接关乎民生的参数。烈度调查,揭示了地表和建筑破坏的程度;烈度速报(又称震动图,ShakeMap),给出了地震动的强弱分布;烈度区划(国外称"地震危险性图",Seismic Hazard Map),为建筑的抗震设防提供了基础依据。在一大堆地震参数里,没有哪个能像它那样与老百姓的关系如此密切,有时甚至会牵动千百万人的行动。道理很明显:地震烈度反映着地震对地表破坏的最终结果(图1)。烈度就是破坏的大     

张衡地动仪的诞生

地动仪的诞生有着深厚的历史背景,本文旨在探讨张衡科学思想的形成过程和物质基础.张衡生活在东汉文化发展的顶峰时期,“观察异象、辨别凶吉”的朴素愿望是研制地动仪的原始动力.作者追溯了当时的历史背景、张衡的学术历程、地动仪的问世过程,分析了东汉早期的地震活动、古代的地震观念和灵台科学活动的特点.指出地动仪的研制起步于公元128年,张衡基于感性认识升华出两个地震概念——地震的位置可按方位判断、地震和地裂必须加以区别,这使地动仪的研制有了明确的技术追求.仪器制作上,张衡崇尚“制器尚象”的原则.地动仪的测震原理模仿了悬挂物(即天然验震器)对地震的反应,技术实现上借鉴了门闩类的触发机构,还通过龙首吐丸的方式留下了发生地震的物质证据,这3个关键问题的解决成就了公元132年地动仪的问世和134年的成功验震,构成他科技创新的完整内容.地动仪的发明深化了人类对自然规律的认识,对当时的东汉及其后世界文化的发展具有积极意义.     

气候变化对东北地区玉米生产的影响

利用气象观测数据、玉米产量及面积资料,分析了东北地区气候变化事实及对玉米生产的影响。研究表明:1971年以来,东北地区≥10℃积温增加了262.8℃,≥10℃积温带(以2700℃为例)平原区向北推进了约200～300km左右,向东扩展50～150km。1991年开始玉米生长季(4～9月)降水量持续减少,年平均水分亏缺量达391.5mm,湿润区缩小,有变干趋势。初霜日推后7～9天,无霜期延长了14～21天,霜冻灾害几率降低。20世纪90年代后,玉米延迟型冷害进入低发期。随着热量资源的增加,玉米可种植区范围不断扩大,种植北界北移东扩,玉米适播起始时间提前。玉米总产、播种面积增加趋势分别为967万t/10a、72万hm2/10a。未来40年东北地区玉米产量以减产为主,与过去30年(1961～1990年)相比平均减产9.5%左右。调整玉米种植布局和品种搭配,依靠水利工程和推广旱作农业技术,选种耐旱、抗病、抗逆性强的玉米品种,是实现东北玉米生产可持续发展的主要措施。     

基于FY3/MERSI数据的辽宁省植被指数重建及时空变化分析

为建立中国风云三系列气象卫星长时间序列归一化植被指数数据集,选用滤波和函数拟合方法,针对林地、湿地、水稻、玉米、大豆、城市和水体7类地物开展数据重建效果定量分析,确定最佳数据重建方法,并在辽宁省开展时空变化分析。结果表明：非对称高斯函数拟合法（Asymmetric Gaussians,AG）、Savitzky-Golay滤波法（SG）、双Logistic函数拟合法（Double Logistic,DL）和时间序列谐波分析法（Harmonic Analysis of Time Series,HANTS）四种方法均表现出相对较好的去噪能力。SG方法对噪声比较敏感,HANTS方法在低值区受噪声影响大。AG和DL方法平滑效果较好,DL方法的峰值更接近于原始峰值。在高植被覆盖区和季节性作物区,SG方法相关系数最高（>0.93）、均方根误差最低（< 0.1）;在城市和水体低植被指数区,HANTS方法相关系数最高,为0.87,但四种方法的均方根误差均在0.06左右,差别不大。综合考虑曲线和定量分析结果,选取SG方法进行辽宁省植被指数数据集数据重建。辽宁省植被指数数值高低的空间分布与下垫面植被类型相符合,东部山区林地植被指数最高,达到0.75以上。2009-2020年,辽宁省NDVI年均值存在波动,不同地物植被指数变化存在差别,水体和城市植被指数变化相对较小,旱田作物（玉米、大豆）的植被指数受干旱年的影响植被指数变化稍大。辽宁省主要粮食作物植被指数年内均呈单峰分布,与一年一熟型吻合,均在8月上旬达到最大值。     

电磁波层析成像——图像的一致性及地下水探测.

在井间电磁波层析成像中，发射机的原地辐射常数无法标定，且实测量中包含着感应场的影响．因此，由常规图像重建方法得到的吸收系数分布仅为相对量，直接影响着连续剖面图像的一致性．本文给出了计入感应波动场影响的正演公式，提出了计算原地辐射常数E0值的交替追赶方法，开展了水中标定试验和岩性测试，对EW-1和JWQ-3型仪器的标准读数给予了准确定义，并就频率规范和连续剖面的边界光滑问题进行了探讨．探测内蒙古唐公塔地下水的连续剖面得到了一致性良好的层析图像，吸收系数的绝对数值合理可靠，与岩样测试结果相吻，较准确地找出了含水层的深度、延展方位及含水程度，指导找水取得成功．      

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.