控制大气污染的一个数学理论框架

讨论了如何利用大气污染的数值预报结果和模式进行大气污染最优控制设计的理论框架问题. 提出了以控制污染源排放量为控制手段的大气污染最优控制问题, 其目的是在事先预报的天气条件下, 通过可行的控制手段使得一个城市的大气污染物浓度在一个选定的地域和时间段内保持在某一可容许的指标之内, 同时又使控制的代价(包括控制导致的工艺提高的耗资或工厂减产的经济损失, 或生活的不便性等)为最小. 基于伴随模式的最优化方法, 推导了求解这一问题的数学方法和相应的计算公式. 由于最优控制方案是根据预报的天气条件计算出来的, 而预报结果都是有误差的, 因此事先计算出的最优控制方案的实施效果会受到天气条件预报误差的影响. 利用伴随算子模式方法, 给出了这一问题的一个近似的却高效的算法, 可以计算不同时刻和地点预报的风场、温度场和污染物初值的不确定性对最优控制效果的影响.     

“石”里乾坤

璀璨夺目的钻石,典雅华贵的红宝石,魅力神奇的蓝宝石,青翠欲滴的祖母绿,绚丽多彩的金绿宝石,晶莹剔透的水晶,温润细腻的和田玉……自古以来,这些美丽炫目的宝石作为饰品受到广大女性的青睐。宝石是物质承受了剧烈沸腾、炽热的熔炼、无法缓和的巨大压力、不可避免的碰撞与爆燃,     

地震预报:农业小镇是它的钥匙吗?——科学家们寻找圣安德烈斯断层上帕克菲尔德地区的预报线索

在加利福尼亚的帕克菲尔德,大多数的夜晚,当大气条件比较好的时候,哈曼(DuaneHamann)都沿着满是灰尘的弯弯曲曲的公路驱车登上加利福尼亚中部的这个农场边缘的一个小山顶,这里有一个褐色的小屋,他打开小屋的门锁,然后开动一个大功率的激光器。从这个山顶的高处,哈曼可以看到各个方向的安静的山丘群,从南边的精心种植的环C 型大农场到山丘下面只有一间房子的学校——他是这个小镇唯一的教师,再到橡树点缀     

地震预报成功与失败的讨论

地震过程的复杂性、地壳深度的不可入性、地震事件的小概率性,导致地震预报是仍未解决的世界难题.通过广东及邻区震情处理事件的回顾,以及我国大震的预报成功与失误的例子分析,简述我国地震预报的困境和亟待解决的问题,指出地震预报目前或相当长的时间都无法做到精确的三要素的预报.然而,不太精确的地震预报应是地震工作者奋斗的目标,也是社会的需要,必须坚持中国特色的地震预报道路.     

“宝石帝王”系列之 最热情的帝王——红宝石

红宝石把明媚的色彩定格于传世的永恒,将无数美好集于一身,它那完满美丽、奇幻夺目的姿态被无数人铭记与崇拜。他周身闪烁的如血液般的红色,仿佛象征着生命的律动、激情的迸发、活力的喷涌。正是那奔涌的红色,犹如激越的华彩颤动着人们的心弦,正是那奔涌的红色让他有了指点江山、挥斥方遒的帝王般的洒脱与豪迈。他用坚硬的身躯记录着沧海桑田、世事变幻,用火一般的热情点缀着世间的落寞与寂寥、繁华与喧嚣……他们是腐化堕落的象征,他们是高贵圣洁的代表;他们镶嵌在帝王的冠冕上装饰着皇室的威严,他们佩戴在情人的胸前点缀着真挚的爱情。世人的赞美给了他们无限的荣耀,他们被誉为宝石界的五大帝王。本栏目“天下奇石”之“宝石帝王”系列,带您一同感受无上尊崇的顶级宝石的世界,领略璀璨光芒下帝王级宝器的别样传奇。     

用随机模型对非均匀地质体的位场计算

本文甘非均匀物体的磁法与重力勘探直接问题的解,从物体模型和模型引起异常的棍率描述的观点进行了讨沦.付有限物体上的非稳定地球物理场基本特性的确定,提出了三种随机模型:线性的,有任意分布的物理特性和固定源的几何形状;非线性的,有随机参数的单一物体:一个无规则源的集合.由于对那些模型已有非均匀性结构的形式化描述的方法,所以导出的表达式使得异常效应的数学期望值、异常效应的分散和相关函数的计算成为可能. 模型例子用图解说明了随机模拟衬研究干扰体的内部结构的非均匀性范围和干扰体特性付期望异常效应的几率特性影响的应用.这表明异常效应随意性的假设能够用来直接计算最佳的Wiener滤波器,使随机噪音污染的异常形状的恢复以及计算一个依规定精度记录期望异常效应用的观刚间距成为可能.     

华北地区地球演化历史的缩影 北京房山世界地质公园拍摄记

正房山世界地质公园是一片神奇的地方,它是地球演化的缩影、地学的摇篮、是人类文明的光辉起点。当你走进房山世界地质公园时,宛若走进一座天然博大的地质历史博物馆,使你无法辨别这个公园的走向。公园内蜿蜒前行的河流、气势磅礴的峰丛、古木参天的原始森林、神奇梦幻的溶洞、见证生命的化石、灿烂厚重的文化、历史悠久的古庙……大自然造就的各种神奇和祖先留下的宝贵遗产在这里汇     

使用地面区域台阵识别水下浅层化学爆破

区域地震台阵NORESS和FINESA记录到的波罗的海波斯尼亚湾以及北海的地震事件具有声观测到的水下爆破特征。对这些地震的区域震相的谱分析。揭示出很强的与时间无关的频谱边缘特征。表明波形是由相关的“脉冲响应”型信号组成。倒谱逆分析给出的脉冲响应对滞后时间与最常见的介于400－600ms的滞后是一致的，一些倒谱在150－350ms之间还有负峰。倒谱峰在与事件有关的所有震相中都被观测到，并且这两个阵所记录到的地震事件的延迟时间都相同。相对长的时间延迟与水声观测记录到的水下爆破中普遍存在的气泡脉冲延迟是一致的。低频负峰是由相对于主脉冲而言极性逆转了回波造成的，并与从水列顶部的反射一致。一般而言，这些事件的Pn/Lg振幅比较大，与采石场爆破所观测到的相似。波罗的海事件的高频Pn/Lg比值比北海的要小些，这可能是由于这两个地区水底地质构造的差异引起的。一些简单的水下爆破模型可以解释观测到的倒谱的许多特征，并揭示了75－150kg的爆破规模的爆破源较浅（约40－80m)。本研究表明，全面禁止核试验条约（CTBT）所要求布置的地震台网，可以对用于近海环境水下核爆破试验的检测和识别的水声观测台站的小网形成补充。     

基于逆回归模型的被测值区间推断及应用

通过利用非中心T分布给出了具有高可靠度、高置信度的母体真值的下百分位点的置信下限、置信上限和置信区间,并在给定可靠度、置信度下给出了基于逆回归模型的混凝土强度的母体真值的下百分位点的置信下限、置信上限和置信区间。同时,运用区间估计方法提出了混凝土强度判定的定量化标准。工程实例表明,运用本文提出的方法可以得到高可靠度、高置信度的混凝土强度的母体真值的下百分位点的置信下限、置信上限;用此方法得到的混凝土强度的合格与否的判定结果合理的、切合实际的反映了工程的实际情况。     

中国大陆岩石层的方位各向异性

采用理论地震图与观测地震记录直接比较的方法, 研究了中国数字地震台网宽频带记录的SKS震相的剪切波分裂现象, 确定了快速S波的振动方向和慢速S波的时间延迟。结果表明, 对于所分析的8个观测台均发现了明显的S波分裂现象, 时间延迟在0.7s与1.7s之间。这种经过地幔传播的SKS震相的S波分裂现象的主要原因是上地幔的各向异性。上地幔的各向异性可以用应变引起的上地幔中的矿物质的结晶优势排列来解释。根据时间延迟估计的各向异性层的厚度, 与由上地幔中的高导层和低速层所推断的中国大陆下岩石层的厚度大致相符。在大部分台站上, 反演得到的快速S波的振动方向与由亚板块总体形变推测的结果相一致。个别台站具有较大的差异, 说明S波分裂这一观测事实的起因是复杂的。为了进一步解释S波分裂的结果, 还需要更多高质量的观测资料, 以及关于原地介质状态的更详细的信息。      

脉冲编码震源的匹配冲击技术

常规Vibroseis可控震源Chirp扫描的地震响应存在明显的旁瓣效应,二元m-序列伪随机扫描的解码地震剖面中存在严重的相关噪声,而基于伪随机编码的匹配扫描方法可有效压制解码地震剖面中的相关噪声,提高了地震记录的信噪比.为了将匹配伪随机编码方法应用到冲击式震源中,提出了基于脉冲编码震源的匹配冲击技术.以匹配扫描方法为理论基础给出了匹配冲击信号的编码与解码过程,以有限元差分法对匹配冲击技术和常规线性扫描冲击技术进行了地震数值模拟.结果表明,匹配冲击的综合解码地震剖面中,不存在线性扫描冲击解码地震剖面中能量较强的相关噪声干扰,剖面具有很高的信噪比和分辨率.地震波激发采集对比实验验证了匹配冲击技术在压制相关噪声及远偏移距地震道随机噪声方面相比线性扫描冲击技术所具有的优势.     

地震属性参数在札达—泉水沟深地震测深资料预处理与震相识别中的应用

地震属性分析技术在地球物理勘探领域的广泛应用,启发研究人员将其应用于人工源宽角反射/折射深地震测深剖面的资料预处理和震相识别。采用札达-泉水沟深地震测深资料,提取振幅、信噪比、主频、瞬时带宽、瞬时高频能量等地震属性参数,分析不同参数的物理含义,挑选其中对界面变化敏感的参数,对深地震测深资料进行预处理,并利用P波和S波的联合扫描,提高震相识别的准确性。走时互换结果显示,采用地震属性参数可有效提高震相拾取的准确性,进而提高后续地壳速度结构反演结果的精度。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征。结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的M_S震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件。     

乌兰浩特地震台典型地震事件震相特征分析

选取乌兰浩特地震台记录到的典型天然地震事件及爆破事件,根据断裂带分布及波形记录特征,分析地震及爆破事件的震相特征.结果表明,研究区域近震波形Pn、Pg、Sn、Sg震相及Sm面波较清晰,Pg、Sg波走时差一般不大于23 s,与中国地震台网中心发布的MS震级间的偏差一般小于0.6级;远震P、S、pP、sP震相可较清晰识别,Pm、L面波记录较明显,P、S波走时差一般不小于25 s,震级偏差一般小于0.4级,且通过震相特征及实地考察发现,爆破多为霍林郭勒区域爆破事件.     

地震信号的复地震道分析及应用

复地震道分析又称三瞬分析,该分析方法可将反映地震信号局部变化情况的地震波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等信息分离开.本文应用Hilbert变换求解虚地震记录,用复地震道分析方法求取"三瞬"信息,并用该方法计算了理论合成地震记录的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,获得了较好的效果.同时,本文也利用该方法对某区块实际地震资料进行了处理,结果表明,复地震道分析方法获得的"三瞬"信息可反映地震信号的局部变化,有助于进行地震薄互层分析,并能提高数据的解释精度.     

地震干涉测量法近地表散射波分离技术

针对山地地震勘探数据低信噪比问题,近地表散射波分离意义显得尤为突出,地震干涉测量法为此提供了一种技术手段.本文将地震干涉测量理论和散射理论结合起来,导出了近地表散射波地震干涉测量表达式,分为互相关型和褶积型表达式,它们由实际波场和背景波场干涉测量构成.根据近地表散射波分离理论,结合陆上地震勘探实际观测系统,采用褶积和反褶积混合型地震干涉测量配置,用实际地震资料展示了近地表散射波分离技术的应用效果.经过理论分析和砾石区实际资料试验,表明地震干涉测量不仅能分离测线上散射源产生的散射波,而且能分离部分侧面散射波.该技术的优点在于它适应于起伏地形和不均匀近地表结构,并且不需要起伏地形和近地表速度信息.为了从实际资料中消除近地表散射波,本文采用多道匹配滤波自适应减法,在砾石区见到较好效果.     

地震属性技术在四维地震监测中的应用

四维地震(4D seimic)主要是指利用重复三维地震测量资料进行油藏动态监测。在油田开发过程中,由于储层特性变化所引起的地震振幅异常、频率变化以及反射同相轴下拖现象等均可作为注蒸汽波及范围四维地震监测的良好识别标志。由于叠后地震资料中常常存在动校正速度不准、动校正拉伸畸变、剩余静校正误差、以及CDP道集中各道波形的差异性等多方面的问题,这会对叠后地震资料所反映出的四维地震异常特性产生影响,造成解释结果的差异性和不确定性。为此,本文尝试开展叠前地震属性反演研究,利用瞬时频率、瞬时频率梯度、能量衰减85%时的频率、最大振幅频率、最大振幅、总能量等多种衰减属性的叠前剖面及其差值剖面来定性解释四维地震实验区的注入蒸汽在剖面上的反映。     

地震干涉技术被动源地震成像

被动源地震成像是基于地下反射波响应和透射波响应之间的关系,通过在地表接收由地下非人工震源发出的透射波响应,利用互相关运算来合成反射波响应的方法.合成的反射波响应,又称虚炮集记录等价于地表地震剖面记录.本文研究了由地下随机分布的被动源发出的透射波记录来合成虚炮集记录的基本原理,推导了反射波记录和透射波记录的关系公式;并通过数值模拟方法,分析了被动源成像的可行性.结果表明:利用被动源地震信息进行成像是可行的.     

Discussion about the relationship between seismic belt and seismic statistical zone

This paper makes a summary of status of delimitation of seismic zones and belts of China firstly in aspects of studying history,purpose,usage,delimiting principles,various presenting forms and main spectialties.Then the viewpoints are emphasized,making geographical divisions by seismicity is just the most important purpose of delimiting seismic belts and the concept of seismic belt is also quite different from that of seismic statistical zone used in CPSHA method.The concept of seismic statistical zone and its history of evolvement are introduced too.Large differences between these two concepts exist separately in their statistical property,actual meaning,gradation,required scale,and property of refusing to overlap each other,aim and usage of delimitation.But in current engineering practice,these two concepts are confused.On the one hand,it causes no fit theory for delimiting seismic statistical zone in PSHA to be set up;on the other hand,researches about delimitation of seismic belts with purposes of seismicity zoning and studying on structural environment,mechanism of earthquake generating also paues to go abead.Major conclusions are given in the end of this paper,that seismic statistical zone bases on the result of seismic belt delimiting,it only arises in and can be used in the especial PSHA method of China with considering spatially and termporally inhomogeneous seismic activities,and its concept should be clearly differentiated from the comcept of seismic belt.     

区域地震台网历史震相数据整合与共享服务

区域地震台网震相数据是区域地震台网产出的重要成果,是开展地球科学研究的重要资料。整理全国31个省份1973-2008年区域地震台网纸质震相报告和地震卡片,按统一格式录入震相数据,建立数据共享服务系统。文中系统阐述区域地震台网的发展过程、历史震相数据的整合、地震观测报告的主要内容及震级的测定方法,并介绍了历史震相数据共享服务系统和快速索引下载方法,为科研人员提供共享服务。