震源区的地震序列频度

最近几年,在地震学中由M.A.萨多夫斯基提出的地球物理介质模型正在得到很大的普及。该模型把地壳设想为由若干地块或不同尺度的非均质层组成的多层次自相似结构。在这个模型范畴内,地震乃是一定尺度的构造单元之间快速动力学相互作用的结果。这种把岩石圈看作是广阔尺度范围内的“自组织”介质的观点,是以地壳的某些总体(综合)特征的存在,尤其是地震过程的存在为前提的。     

Walsh列率域中多维分形模型与GIS环境下地球物理信号处理

地球物理信号通常在多个尺度段表现尺度不变性,这些不变性起因于不同的地质、地球物理或成矿过程的自相似性. 利用这种在多个尺度段的尺度不变性可以设计多维分形滤波器,滤波所得信号表征了具尺度不变性的地质地球物理或成矿过程,可以用于成矿预测或环境评价. 本文研究了Walsh变换列率空间地球物理信号的列率功率谱密度与列率之间的分形与多维分形关系, 试验证实了大洋钻探、石油以及煤系地层地球物理测井资料在Walsh域的多维分形性质,提出了用于分解地球物理场,提取有用信号并用于矿产资源勘探或环境评价的多维分形W-A模型. 利用波列率域中的多维分形关系构造了W A图解(W-A Plot). 借助W-A图解可以确定最小平方误差（LS）意义下Walsh功率谱变化的不同自相似性的频率分界点,从而用于设计W-A分形滤波器. 这种滤波器可将地球物理场分解成具有不同自相似性的局部场,并且保留原场的各向异性结构. 与通常使用的基于Fourier变换的滤波技术相比,W-A模型具有许多优点：W-A适用于检测地球物理信号中的突变、线性、环状、局部与纹理结构等弱信号. 同时,由于Walsh变换中只有简单的变号(加法与减法),其计算速度远快于建立在复数乘法之上的Fourier变换,所以W-A计算速度远快于Fourier域的滤波方法,可以用于地球物理信号的现场实时处理. 用加拿大Nova-cotia省西南地区的布格重力异常进行了W-A方法的试算,处理结果反映了地质、矿产分布规律,能够很好地进行矿产预测.     

地震分布空间分维数Ds与b值之间关系探讨

地震分布空间分维数Ｄｓ与ｂ值之间关系探讨谢永郑治真（中国北京１０００４５国家地震局地震数据信息中心）主题词：ｂ值空间分维数Ｄｓ引言地球科学中的许多现象都有自相似性质，地震的空间分布和震级分布也具有自相似性。Ｄｓ和ｂ值正是反映地震空间分布和震级分布的自...     

地球系统模拟和混沌时间序列

地球系统是非线性的系统.为了模拟地球系统,我们就必须了解非线性科学的最新进展.本文从非线性科学角度论述了地球系统模拟中的几个关键问题,如尺度是分层次的,不同尺度之间存在着相似性及标度律,同时也存在差异性及非均匀性.为此还介绍了一些概念:吸引子、分维、信息和熵等.最后本文还说明如何从地球系统中所观测到的时间序列取得地球系统模拟所需要的信息.     

"数字地球"与实时地震学

“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识，是信息化的地球，是地球的虚拟对照体。“数字地球”的科学体系由基础研究、技术支撑和科学工程三部分组成。现代地震学同样需要基础研究、支撑技术和科学工程，其中，最后一个体系即相当于实时地震学。实时地震学调基础研究和现代技术的结合，强调地震学研究成果的转化和对社会与公众的服务，是地震学发展的“最高境界”。实时地震学需要基础研究和现代技术，更需要建立地震速报系统、地震趋势分析系统、灾害评估系统和地震救灾系统这样的系统工程。     

地球自转、地震成因与地震预报

通过对2008年5月12日四川汶川8级地震与地球自转的关系的分析,提出了一个新的地震成因观点,认为地震的主要成因之一在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生"追尾"撞击或摩察,从而引起地震。     

地震自相似现象初探

依据破裂过程和震源物理参数相似性,给出了自相似震源椭球体三轴之比约为a:b:c=1:0.2:0.2。基于分维理论和方法,讨论了自相似的地震时空分布的分维和强震前的降维现象。由前兆展布范围,大震前区域地震活动特征以及地震空区等可导出近源前兆(红肿)区线性尺度约为震源区的5倍。     

《地球的复杂性与地震物理学》一书评介

该书以美国地球物理学会最近一期 ( 1 2 0号 )“地球物理学专题”的形式而发表 ,由朗德尔、特科特和克莱因 ( J.B.Rundle,D.L .Tur-cotte and W.Klein) 3位教授编辑。他们均是该领域相当活跃的研究人员 ,我多次与他们在“地震物理学”有关的国际会议上相遇 ,因而与他们很熟。该书收录的论文主要是在美国地球物理学联合会有关“地震物理学”的一系列特别会议上发表的 ,共 1 6篇。所谓的地球复杂性科学 ,是将地球内部发生的各种现象看成是关系复杂且相互之间密切相关 ,并在时、空领域不断扩展的过程中而突发的现象。它是一门由统计物理学…     

地震数据采集器的一种硬件"看门狗"

在数字化遥测地震台网的建设中,野外子台都建立在偏远山区坚硬的基岩上,野外台站安装有宽频带大动态地震计,EDAS-3型地震数据采集器,调制解调器及其他设备.在长期运行中,我们发现有的EDAS-3型地震数据采集器多次出现"死机"现象,这种现象的出现因不同的机器而不同,有的很长时间也不会出现,而有的设备多次出现,回厂家检修也查不出故障原因,安装后又会出现.这给野外台站设备维护工作造成极大的困难,去一个台站要往返1～3天,来回车费要600～2 000元,而到达台站后,将数据采集器的电源开关"开关"一次,数据采集器就能恢复正常工作."死机"现象出现的时间间隔,有的台站几个月出现一次,有的台站一个星期或几天就出现一次.这给遥测地震台网的正常运行和维护造成了极大的困难.这种情况不仅北京台网出现,在其他地震台网也出现.根据这种情况,我们设计研制了一种采用硬件控制的地震数据采集器的"看门狗".     

我国地震断层土壤气流动观测调查

地球是一个巨大的开放系统,地壳放气现象是地壳不同层次进行物质、能量、信息交换的重要形式。因此,强烈放气通道实际上是一个洞察地球内部物理变化、化学变化、应力应变的"窗口"。通过系统观测和记录释放地点、释放量与释放方式,可以了解地壳内压力的变化与通道的开启状况,从而给地震预报、构造活动监测提供重要信息。断层土壤气测量在地震科学领域中应用广泛,且发挥了一定作用。本文在前人研究基础上归纳断层土壤气流动观测研究现状,并对其技术思路、数据分析等展开调查,为深入开展断层土壤气与气体运移关系的研究提出设想,以期形成相对成熟的观测技术系统,为开展地震相关研究服务。笔者认为,地震断层土壤气观测方法尚处于研究初期,不够成熟,但因其具有轻便、快捷、价廉的优点,具有广阔的应用前景与巨大的科学潜力。     

我国断层气测量在地震科学研究中的应用现状

地球是一个巨大的开放系统,地壳放气现象是地壳不同层次进行物质、能量、信息交换的重要形式。因此,强烈放气通道实际上是一个洞察地球内部物理变化、化学变化、应力应变的“窗口”。通过系统观测和记录释放地点、释放量与释放方式可以了解地壳内压力的变化与通道的开启状况,从而可对地震预报、构造活动、火山监测提供重要信息。 断层气测量已经在地震科学领域中广泛应用,并发挥了一定作用。作者全面、系统介绍了此方法在我国的应用现状与初步结果,并指出此方法虽然刚起步,还不够成熟,但由于它轻便、快捷、价廉的优点,已显示了广阔的应用前景与巨大的科学潜力。     

《地震地质》稿约

1本刊是中国地震局地质研究所主办的学术性期刊。每年3,6,9,12月出版。以国内外科技工作者及大专院校师生为读者对象,报道地球科学前沿领域的最新研究成果,反映地球科学的基础与应用研究进展。办刊宗旨:坚持"百花齐放,百家争鸣"的方针,展示高水平的创新成果,培养高级研究人才。     

三维速度结构的研究现状和展望

本文评述了三维速度图像研究的现状,简要地叙述了在全球尺度、大尺度和区域尺度内三维速度图像重建所取得的主要成果.笔者在介绍了三维速度图像同地球科学其它领域的关系之后,在对未来的展望中认为,为板块构造和地球动力学这样一些基本的地学问题提供直接的地震学的证据将是一个长期的目标,并为此提出了三个要解决的问题,还针对我国现有条件提出了供选择的参考课题.     

多维分形奇异功率谱分析与应用

地球物理信号中普遍含有噪声，消除噪声是地球物理信号处理中的关键技术之一.奇异功率谱分析（SSA）是在状态空间（又称相空间）中研究（系统）动力学、非线性科学与混沌现象的方法.本文在状态空间中通过SSA分解，研究、应用地球物理序列的尺度不变性进行多维分形滤波：通过在状态空间的SSA分解，构造了经验正交函数系（EOF）；在EOF子空间中定义了两种尺度与测度后，发现了两种测度与尺度皆在多个尺度范围内存在尺度不变性；利用这种尺度~测度的尺度不变性，设计、实现了多维分形奇异功率谱(MSSA)滤波模型；处理解释了大洋钻探（ODP）1143A孔岩芯自然反射性（NGR）资料；Fourier功率谱分析结果证明，MSSA能有效地压制噪声，提取有用信号.研究得出，嵌入维数对MSSA基本无影响（小于1/1000），多维分形滤波器（MSSA）能有效压制噪声或提取有用信号.     

地球物理信号能量(密度)多维分形及应用

地球物理信号代表的地质地球物理过程在多种尺度上和尺度之间表现为自相似性（self-affinity)或尺度无关性（Scale Invariant)，称为地球物理信号的分形性质，多个分形地球物理信号叠加在一起表现为多维分形特征，研究多维分形地球物理信号的能量或能量密度特征，可以进行时间或空间地球物理信号的校正、奇异性研究分析，或进行不同地球物理动力学过程的分解，本文描述了地球物理时间（空间）信号的多维分形过程和功率谱密度（能量密度）与波数以及重磁场能谱密度及面积（能量）与能谱密度的多维分形关系，并用地球物理测井与重磁资料作了试算。     

多维分形奇异功率谱分析与应用

地球物理信号中普遍含有噪声，消除噪声是地球物理信号处理中的关键技术之一.奇异功率谱分析（SSA）是在状态空间（又称相空间）中研究（系统）动力学、非线性科学与混沌现象的方法.本文在状态空间中通过SSA分解，研究、应用地球物理序列的尺度不变性进行多维分形滤波：通过在状态空间的SSA分解，构造了经验正交函数系（EOF）；在EOF子空间中定义了两种尺度与测度后，发现了两种测度与尺度皆在多个尺度范围内存在尺度不变性；利用这种尺度~测度的尺度不变性，设计、实现了多维分形奇异功率谱(MSSA)滤波模型；处理解释了大洋钻探（ODP）1143A孔岩芯自然反射性（NGR）资料；Fourier功率谱分析结果证明，MSSA能有效地压制噪声，提取有用信号.研究得出，嵌入维数对MSSA基本无影响（小于1/1000），多维分形滤波器（MSSA）能有效压制噪声或提取有用信号.     

洛杉矶随季节上升和下沉，使地震研究复杂化

地下水位的变化使洛杉矶上升和下降超过1 0 cm/a,以致地震学家研究地震危险性的工作复杂化。人类对饮水的抽取和补给使得像海绵一样的地面以有规律的起伏进行呼吸 ,这已被科学家们在地表和空间测量到。使地震科学家懊悔的是 ,这种运动多数是由设计用来测量地球构造板块更细微运动的仪器记录到的。门洛帕克美国地质调查局的地球物理学家鲍登 ( Gerald Bawden)说 ,虽然地下水效应在其他地方也观测到 ,包括加州的拉斯韦加斯和圣何塞 ,但在较大的洛杉矶地区所观测到的运动的量值和范围都是空前的。他说 :“洛杉矶盆地就像一个成人在呼吸。”这…     

地震地球化学监测现状及发展建议

1 地震地球化学发展背景 地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学.基于研究目的的不同,地球化学分为元素地球化学、气体地球化学、同位素地球化学、构造地球化学、水文地球化学等研究方向,近年来衍生出地震地球化学.此为在地震学、水文地球化学、元素地球化学、同位素地球化学和水文地质学等学科基础上发展起来的一门新兴学科,是研究地震孕育、发展、发生过程中地下水、岩石、气体组分及化学成分等变化与地震关系的科学.     

北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性

2006-2013年北半球频遭低温暴雪袭击.引力模型的计算结果表明:北极冰盖大量融化导致北极地区海平面和大气等位面的大幅度下降,压力变化迫使北极地区冷水和冷空气流向北半球中低纬度地区.太平洋海温下降导致全球变暖停止.极地冰盖融化后全球海平面都将上升,这是一个错误的观点.最新模型研究表明,如果格林兰冰盖融化可导致其附近海平面将下降100 m,北苏格兰的海平面将下降3 m,冰岛周围海平面将下降10 m,南美部分地区海平面将上升10 m.冰盖融化导致地表巨量物质转移,改变了地球内外重力场,地球内核南移100m,北极和南极海平面分别下降和上升7 cm.在海平面附近,大气等位面的变化幅度与海平面变化幅度非常接近.近期北极海冰和冰盖的融化只是最新模型的一个缩影.北极大量冷水和冷空气在下降等位面的压力下流过北半球中低纬度地区,导致北半球频遭低温暴雪袭击.在"全球变暖间断"现象持续了长达16年之后,科学家正全力探究"全球变暖间断"现象背后的深层次原因.最新研究指出,1997-1998年赤道太平洋进入一个持续很久的低温状态,抑制了全球变暖的速度.海水温度的波动被称作拉马德雷现象(PDO),这种现象是解开"间断"谜团的关键.     

地震模拟模型实验中RC结构非线性性态模拟研究

在小比例尺钢筋混凝土结构模型地震模拟实验中,模型与原型间材料力学性能完全相似很难满足,致使难以正确模拟原型结构的非线性性态。依据普通混凝土和微粒混凝土力学性能实验,从动态相似的观点出发,建立原型与模型的等效动态相似关系,据此可在地震模拟模型实验中对原型结构的非线性性态进行动态模拟。通过地震模拟实验的数值模拟及反应偏差分析,验证此动态模拟实验方法的有效性。此外,小比例尺钢筋混凝土结构模型设计中通过调整配筋率、配箍率或者截面有效高度、箍筋间距等,对微粒混凝土和配筋的相似性协调进行考虑。通过简单的构件试验验证这种模型设计方法的有效性。这样,小比例尺钢筋混凝土模型将能很好地模拟原型结构的非线性性态。