地壳孕震过程的重力变化研究

根据多孔介质中的力学理论,推导了在地壳中存在微孔洞时介质的应力应变本构关系的表示公式,讨论了描述地壳中空洞形成过程的孕震模型参数,讨论了孕震模型参数的变化与地壳介质状态的变化和地面重力变化的关系,并根据乘法分解理论推导了孕震过程计算重力变化的弹塑性递推计算方法,并采用GTN模型进行了数值模拟.在此基础上,将数值模拟结果与发生在1996年云南丽江Ms=7.0地震前后的重力变化进行了对比分析,讨论了微孔洞的形成过程与地面重力变化的关系,较合理地解释了丽江Ms7.0地震前后的重力变化过程.     

地壳形变熵

本文利用非平衡统计物理学的有关知识,提出了地壳形变熵的概念及计算公式,并结合垂直形变网给出了一种确定形变观测点关于“稳定”的概率P_i′的方法。作为算例,文章最后给出了菏泽5.9级地震过程中地壳形变熵的变化。结果表明,震前一段时间该地区地壳逐步由无序演化为有序的、远离平衡态的不稳定结构,直至临震的临界状态。     

汶川Ms8.0地震前的地面运动排列熵变化

将排列熵理论引入地震学领域,采用四川地震台网22个地震台的数据,每小时计算一个垂直分量排列熵值,研究汶川M_S8.0地震前地面运动排列熵的时空变化特征,试图提取与地震的孕育和发生有关的信息。结果显示,震前22 h内,震中附近形成一个排列熵高值区,这个高值区与位于龙门山断裂系北侧的高值区显示出此消彼长的态势;震中东侧的低值区在南北方向拉伸运移,并在震中东北侧向西北方向分叉凸出,汶川地震就发生在新的高值区和低值区陡变部位。结合其他学者的研究结果认为,这些现象很可能与汶川地震的发生有关联。基于地面运动排列熵的时空变化特征推测,这次地震不仅是巴颜喀拉块体与四川盆地对抗的结果,处于龙门山断裂系北侧的鄂尔多斯块体的运动也参与了此次地震的孕育和发生。     

大同5.6级地震前后的重力场变化和深部动力学过程

详细讨论了大同 5 .6级地震前后重力场变化 ,并结合该区地震活动性、地震地质特征、地壳深部构造特征等资料 ,对该区深部动力学过程进行了探讨。认为 :地震前后 ,该区出现了明显、大范围的重力场变化 ;产生这种变化的原因是该区地壳深部的低速 -高导块体在应力不断的作用下 ,其塑性物质沿深大断裂上涌和侧向运移 ,中下地壳间发生层间水平滑移 ,导致密度发生变化而引起重力场变化     

热力学系统定量化研究之二:边界热质传递过程分析

热力学系统通过边界实现与外界的热质传递,精确分析边界中热质传递过程,是研究系统内部参数变化规律的前提和基础.在热力学系统定量化模型及基本概念研究的基础上,讨论复杂边界分类、边界表达式、物量传递方式、物量传递过程分析、边界开放度熵判据、交换率熵判据等;作为应用,对麦克斯韦妖系统进行分析,提出热力学系统中"被动传递"、"促...     

蕴震系统的Kolmogorov熵及其可预报性

本文简单地回顾了从热力学熵到拓扑熵的熵概念发展历史以及熵理论在地震预报中的应用，着重介绍了Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵的理论背景、计算方法、估计方法以及它与系统动力学行为的可预报性问题的关系。以京津唐地区为例，对时间域计算了Ｋ熵在唐山大震前后的变化情况，得出大震前系统存在Ｋ熵下降的趋势，震后又回升。以多台的空间域综合方法计算得到Ｋ熵大于零，对于１０－５～１０－６的观测精度其可报期限为４～５年。     

临震前地壳变形不动点现象与机制研究

在综合分析国内外地形变前兆研究现状的基础上,结合汶川8.0级地震前GPS、应变、重力等研究结果,提出临震前震源区域可能出现变形不动点现象。地壳变形过程中的不动点现象是临震前区域应力场进入临界状态的重要标志,是地震潜在危险区域划定的重要依据。借助不动点理论,给出汶川地震前变形不动点集合的演化,结合大区域地震活动空区与远场显著形变异常分布,探讨变形不动点现象发生的动力学背景,验证了汶川地震前地壳变形的不动点现象是大区域应力场有序运动的结果。     

熵与能量退化

熵与过程的不可逆性、系统的混乱度、能量的转变含量、状态的稳定性都有一定的联系。本文从克劳修斯熵单词出发,介绍能量品质的含义,讨论能量退化现象,证明能量退化原理,从而阐明熵函数量度能量转变含量的物理意义。     

利用重复重力观测资料研究地震活动与地壳的损伤演化过程

利用细观损伤力学模型建立了地壳损伤演化过程与地球重力场变化的关系 ,讨论了利用重力观测资料计算地壳微裂纹密度参数变化分布的理论与计算方法。利用河西地区 1992～ 1999年多期重复重力观测资料对该地区的裂纹密度参数变化进行了计算 ,并将计算结果与该地区的各观测时间段内相应发生的一级以上地震活动进行了对比分析 ,取得了一些有意义的结论和认识。     

GPS/VLBI/SLR/InSAR组合在地球动力学研究中的应用

详细探讨了InSAR技术应用于地球动力学研究的巨大潜力和优势；讨论了InSAR与GPS等其它空间技术组合的可能性。提出了GPS／VLBI／SLR／InSAR组合的新设想，并详细讨论了该方法在地球动力学、现代地壳运动、地球体积和形状变化研究中的应用。在具体组合应用中，针对地壳不同形变特征给出了3种不同的数学模型。     

大震前小震活动的时空分形特征

应用分形理论与方法，计算了唐山、海城、澜沧－耿马地震前小震活动能量分布的信息维及其在空间上的差异和时间上的变化，结果表明：（１）局域空间分数维可以反映大震前小震活动能量分布的空间变化特征，大震发生在信息维中等值区；（２）局域时间分数维显示大震前小震活动存在降维过程，且大震发生在降维之后的升维过程中或发生在降维过程结束之时     

利用区域水准测量资料判定地震危险区

利用中国西部地区２０多年的水准测量资料，用富氏分析法分离地壳垂直形变信息，进而计算了测区的垂直形变场分数维，并分析了它在孕震过程中的变化特征。结果表明，区域垂直形变场分数维在地震前下降，同震时段降至最低。在此基础上，提出了划分地震危险区的判据，并结合实例介绍了计算方法和步骤     

姚安Ms6.0地震典型重力前兆孕震模型量化研究

基于闭锁剪力模式与地震位错理论,提出构造“等效位错”来描述地震的震前“闭锁剪力”,并建立震前地表重力变化与“等效位错”之间的定量化模型。考虑到粗差干扰,采用稳健-贝叶斯最小二乘方法对姚安M_S6.0地震的“等效位错”进行反演。结果表明,其孕震源为高倾角走滑型,“孕震矩”与USGS给出的矩震级接近,证明该方法可依据震前重力四象限图像对未来震源特性和孕震强度进行预测。     

尼泊尔M8.1地震震前卫星重力场时变特征

利用多年GRACE卫星重力变化资料,给出尼泊尔及周缘地区的重力场时空变化,以探索2015-04-25尼泊尔M8.1地震震前重力变化特征;并基于球形位错理论,利用断层模型数据模拟同震重力场变化。研究表明,区域重力场变化以2008年为界存在明显的分时段特征,2003~2008年以重力增加为主,而2009~2014年以重力减少为主;且存在明显的分区性,区域重力场在尼泊尔地震震中四周呈正负相间分布;震前局部重力场变化在压缩区重力增加,拉张区重力减少,与理论同震重力变化结果一致。总结研究区域近年来M7.0以上地震震前重力变化特征发现,地震基本发生在重力变化高梯度带的过渡带及重力变化零值线附近。     

东北地区重力场动态变化特征与前郭5.8级震群关系研究

利用2010~2016年东北地区的流动重力观测数据,分析该地区区域重力场动态演化和2013年前郭5.8级震群前后的变化特征。结果表明,差分和累积重力变化整体呈北西向和近南北向,与北东和北北东向构造格局不一致,重力变化受构造控制作用较弱;近期整体重力变化较平缓,基本没有超过60 μGal的梯级带,反映出地下构造活动和物质运移水平相对平稳;前郭5.8级震群和通辽5.3级地震震前存在明显的能量积累,有利于破裂的产生,震后震荡恢复调整的时间需2~3 a甚至更长。     

漾濞6.4级地震孕震背景分析和跨断层定量化异常指标提取

基于云南省内11处跨断层场地资料,结合跨断层数据分析方法,系统提取云南地区地震综合预测指标,并对其在漾濞6.4级地震前的映震能力进行分析。结果表明,跨断层资料在漾濞地震发生前存在显著的中期异常,且漾濞地震的发生可能与川滇菱形块体西边界的活动增强有关。跨断层中期指标对漾濞地震作出较好的预测,短期指标虽然也通过了效能评估,但预报效能稍差。在后续的跨断层资料分析中,应更加注重中期异常及中期预测指标的提取和应用,总结得到的综合指标可应用于云南地区的震情跟踪工作。     

鲁南地区地震活动性异常与苍山ML5.6级地震

利用《地震学分析预报方法程式指南》中的方法分析了鲁南地区的地震活动性异常，发现在苍山ＭＬ５．６级地震前，鲁南地区２３个月无ＭＬ≥２．５级地震；在１９８５年６月新泰ＭＬ４．１级地震以后，ＭＬ≥３．０级地震主要集中在新泰苍山莒县之间的三角地带；１９７４年以后沿苍尼断裂的ＭＬ≥３．０级地震都发生在５．６级地震震中附近。地震应变能释放自１９８年以后出现较明显的加速过程；ｂ值、地震活动度Ｓ值、最大震级缺震曲线均出现低值异常。     

重庆石柱M4.5及武隆M5.0地震前视应力异常对比

对重庆石柱和武隆地区的中小地震进行波谱分析得到地震能量、拐角频率、地震矩、视应力等震源谱参数,对比分析石柱M4.5及武隆M5.0地震前震源谱参数的差异.分析结果表明:1)同震级条件下,石柱地区的地震拐角频率及视应力均低于武隆地区,可能与石柱地区距离三峡库区较近有关.2)石柱地区的视应力在石柱M4.5地震前出现震前2a上...     

尼泊尔地震的NOAA卫星数据震前异常分析

发生地震时常伴随有地热辐射增强现象,这些异常信息隐藏于遥感卫星NOAA所捕获的地球射出长波辐射（OLR）数据中,目前多数研究还停留在对源数据的解读,缺乏有效的信息处理技术,致使大部分的OLR数据没有得到充分利用。因此,本文提出一种基于鞅理论的概率统计方法来识别异常特征算法,从有噪声的非结构化的源数据中提取出震前OLR数据异常变化特征序列,从时间序列和地域范围进行震前异常分析。本算法实验是以尼泊尔的在2014年9月至2015年7月期间（包括2015年4月25日Ms7.8大地震）发生的3次地震的OLR数据为例,实验结果显示震中区域的OLR数据在震前的2~3个月开始有显著的异常数据变化,通过分析发现数据显示数据异常在震前出现的时间长短与地震的大小相关,异常的发生区域与震区周围的地貌特征相关。这说明基于鞅理论的算法所提取的OLR数据异常点序列的确与地震发生的时间地点是有关系的。