由震源系统的整体稳定和局部不稳定探讨中、强地震预报

对于一个包含许多大震震源的复杂系统来说，当外界对它的供能稳定、且边界条件变化不大时，该系统处于定态。定态系统的演变过程呈线性规律，涨落水平稳定。虽然系统的宏观状态不随时间变化，但系统内部仍可发生宏观过程，并会出现局部的突变。在突变前局域往往出现非线性行为。因此定态系统的每一次涨落与其子系统的突变相对应。由定态系统的上下限可预测未来地震发生的时间和强度，由系统的非线性行为可确定其地点。本文以１９７６年松潘７．２级地震为例对所提思路和方法作了检验．应当指出，当复杂震源系统和其子系统均处于非稳定态时，则确定性预报不能进行。     

三种非线性时变识别方法的对比研究——以2021年日本福岛地震为例

利用2021年日本福岛地震(M_JMA 7.3)中6个KiK-net台站的观测记录,分别基于移动窗解卷积法、移动窗谱比法和移动窗自相关函数法对场地非线性时变过程进行研究,分析非线性发生的阈值和程度。研究表明：三种方法识别场地非线性时变特征的稳定性不同。移动窗解卷积法更容易获得较为稳定的土体非线性时变过程,但其反映的是地表至井下平均波速的变化,识别的非线性程度偏低。对于存在强波阻抗比的浅表层土体,移动窗谱比法和移动窗自相关函数法识别的非线性程度更强;对于较低波阻抗比的浅表层土体,则不容易识别出稳定的非线性时变结果。三种方法识别的非线性最强时刻基本一致,皆位于整条记录加速度峰值附近。基于三种方法识别的6个台站的非线性阈值约在40～140 gal,剪切波速下降比在16%～53%之间,场地非线性程度较明显。     

地震层析成像反演中解的定量评价及其作用

对地震层析成像非线性问题线性化处理之后,各种反演算法归纳成为对不适定方程的求解。地震层析成像反演算法的解的物理意义是给出地质结构,因此对于解的可信度产生怀疑。本研究根据解估计的分辨率矩阵的原理,提出ＬＳＱＲ（Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ ＱＲ）算法解协方差矩阵的评价算法,用相关分析可以为那些求解过程中得不到分辨率矩阵的反演方法提供解的定量评价。并用本文提出的解的定量评价方法试评了一个实际地壳模型的地震     

粘弹性拉张型地震破裂过程的解析解

本文应用包括地壳破裂发震过程中具有激发及衰减的非线性Rayleigh阻尼,用Voigt粘弹性模型表示地壳,它能更全面地反映地壳介质分子之间的内摩擦造成的粘滞性阻尼,在数学方法上,用解非线性问题解析法的摄动理论结合动坐标的富氏级数,把问题的非线性控制方程组化为各阶线性化的控制方程组后,再简化为标准的Mathieu方程构成的耦连方程组,再用WKBJ方法,给出其在稳定区域的近似解,从而得出了问题的解析解。     

地震空区的定量判据

在中国，孕震空间已经比较广泛地应用于地震预报的实践，并多次取得实际预测强震的效果。但经过系统震例研究发现，利用孕震空间预报地震的虚报漏报率比较高。本文运用解决临界相变问题的重正化群方法所求出的孕震空间区可能发生失稳破裂，导致强震发生的判据对孕震空间的危险性作出进一步鉴别，并用突变论方法求解尖拐空变方程，预测孕震空区未来发生强震的时间和震级，并进一步确定孕震空区的危险性。对２６个中国大陆强有的孕震空     

加肋圆柱曲板房顶的非线性垂直地震响应

因纵横向加肋密度不同, 故把题述房顶当做各向异性弹性体［１］ , 则问题的控制方程组为两个四阶偏微分方程（ 有一个是非线性） , 代满足边界条件的振型函数入内并用富氏级数的正交性并结合逐次逼近法, 化控制方程组为一个非线性ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｏｌ 方程, 得出问题的解析解, 并且讨论了解的跳跃即动力稳定丧失出现的情况。     

华东沿海地震海啸模拟

利用数字地震资料及海洋地震地质基础数据, 基于Matlab平台在Windows系统下重新编译Philip liu等人编写的海啸模拟源程序, 将分层静态位移解结果与已建立的海啸传播初始场快速融合, 用交错网格蛙跳差分方法求解笛卡尔坐标系下非线性浅水波方程, 模拟华东沿海地区地震海啸传播过程, 对华东沿海地区可能遭受海啸袭击的危险做出评估, 结果显示华东沿海地区是发生地震海啸影响较弱地区。     

地震活动"密集—平静"现象的混沌特性探讨

把概率论方法与Logistic方程结合起来,采用随机变量(X)分布的统计参量:即变异系数Cv、偏态系数γ1、峰态系数2γ、信息熵H(X)和h*量值以及分数维维数D0*和D1*等参量,探讨了定量描述"密集—平静"不均匀分布现象和判断系统处于平衡状态和非平衡状态的方法。研究认为:地震活动性异常的实质是X的概率分布由单峰型(平衡状态)转为双峰型或多峰型(非平衡状态)分布,可以由上述参量尤其是γ2和h*量值的综合分析来区分。对于"密集—平静"的前震序列和强余震发生前的序列,这种转变可以由"时间分支行为"来解释;并且提出了根据有震(X≥1)和无震(X=0)两种定态的时段之比,来判断前震序列的一种简易方法。中国大陆M≥7.0地震年频度分布存在双峰型分布特征,可能说明中国大陆M≥7.0地震活动处于远离力学平衡状态。一个大地震在其发生演化过程中,地震活动及前兆现象经历了从弹性应变积累阶段的无序状态(表现为单峰型的泊松过程)到非弹性应变中期阶段的有序状态(有序的自组织结构,表现为双峰或多峰型),再到短临阶段的无序状态。这时出现各种异常现象的同步变化被显著破坏为特征的混沌状态,系统不可逆转地被推向失稳状态;触发因素在这时起重要作用,将引发大地震发生,使系统进入应变能大释放和长期衰减的新状态,而后开始新一轮孕育过程。对于地震及其前兆所具有的这种现象,似乎不可能在纯力学的基础上探索研究,而应该视为在远离平衡条件下非线性动力学体系一般性问题的组成部分。这种认识本身的深化可能就是地震预报研究领域一个重要的突破点。     

地震层析成像反演中解的定量评价及其应用

对地震层析成像非线性问题线性化处理之后,各种反演算法归纳成为对不适定方 程的求解．地震层析成像反演算法的解的物理意义是给出地质结构,因此对于解的可靠性及 分辨率研究非常重要．然而许多反演算法不能给出解的评价方法,因而对解的可信度产生怀 疑．本研究根据解估计的分辨率矩阵的原理,提出ＬＳＱＲ（Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ ＱＲ）算法解协方差矩 阵的评价算法,用相关分析可以为那些在求解过程中得不到分辨率矩阵的反演方法提供解的 定量评价．并用本文提出的解的定量评价方法试评了一个实际地壳模型的地震层析成像的 速度重建结果．     

地震层析成像反演中解的定量评价及其应用

对地震层析成像非线性问题线性化处理之后,各种反演算法归纳成为对不适定方 程的求解．地震层析成像反演算法的解的物理意义是给出地质结构,因此对于解的可靠性及 分辨率研究非常重要．然而许多反演算法不能给出解的评价方法,因而对解的可信度产生怀 疑．本研究根据解估计的分辨率矩阵的原理,提出ＬＳＱＲ（Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ ＱＲ）算法解协方差矩 阵的评价算法,用相关分析可以为那些在求解过程中得不到分辨率矩阵的反演方法提供解的 定量评价．并用本文提出的解的定量评价方法试评了一个实际地壳模型的地震层析成像的 速度重建结果．     

求解非线性阻尼作用地震破裂过程的一种方法

把所有的参数都无量纲化,然后在证明了无量纲的非线性项的阻尼(与运动速度立方正比)系数B<1为小参数之后,把待求解的振幅函数展成B的收敛幂级数,再代入动力方程或方程组,得到一系列线性化的逼近方程或方程组,用以动坐标表示的广义富氏级数代入各级逼近方程或方程组,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型破裂的弹性断裂动力学问题和Voigt模型的粘弹性断裂动力学问题,都化为含时间自变量的Mathieu方程或方程组,用WKBJ方法得出其在稳定区域的渐近解。还用此法解了一个三维问题。     

非线性科学方法在地震学中的应用专辑

地震科学联合基金会自1984年成立以来,已先后资助非线性科学方法应用于地震预报研究的科研课题28项,其内容广泛涉及系统科学方法论、分形几何学、耗散结构理论、突变论、协同学、浑沌理论、灰色预测理论等。这些课题的研究工作已经获得一批出色的成果,有些已经在地震预报实用化攻关中获得应用成效,其应用发展前景已经引起了广泛的关注。为开拓地震预报的新理论、新思路,发展实用性的地震预报新方法,本期选登了地震科学联合基金会办公室于1990     

伺服阀对地震模拟振动台控制性能影响及控制参数自整定

振动台控制系统设计时对物理系统进行了两个基本假设:伺服阀线性、台面和负载刚性。这样得到的控制系统频带较窄、时滞大,还有可能出现控制系统不稳定。本文通过系统建模,主要分析了伺服阀对振动台控制性能的影响:伺服阀频率特性限制了其控制精度。设计了前馈补偿环节、控制系统参数自整定算法修正系统控制性能,实例仿真结果表明:修正后的算法扩宽了系统频带,提高了地震记录的再现精度。     

河南及邻区中等地震前非线性系统失稳状态的研究

多次震例表明，地震前兆随区域而异，而且某一区域内的每次地震所表现出的前兆也不尽相同。这表明地震孕育可能是个非线性过程，地震活动的起伏增长和地震丛集等可能是非线性系统即将发生失稳时出现的独特的前兆图像，本文着重研究了河南及邻区三次中等地震前非线性系统失稳的主要前兆之一－加卸载响应比的变化。经分析研究表明：新乡、菏泽、禹县－登封交界处发生的Ｍｓ４．５、５．９、４．２级地震前１－１２个月，加卸载响应比均     

一种新的地球物理反演方法——模拟原子跃迁反演法

详细研究了一般地球物理反问题的迭代优化求解过程与物理学中原子跃迁过程的对应关系,建立了反演问题中模型空间、初始模型、局部极值模型、最优化模型等与原子的态空间、定态、激发态、基态等的对应关系. 在此基础上,模拟了物理学中原子从激发态向基态跃迁的物理过程,建立了一种与原子跃迁过程相对应的非线性随机跃迁数学模型和模型解跃迁搜索准则,导出了适用于一般地球物理资料的模拟原子跃迁的非线性反演算法. 用理论测试函数对这种新的反演方法进行了数值试验,结果表明该方法具有解不依赖于初始模型、收敛速度快等优点.     

非线性多自由度结构地震反应的共振特性与突变分析

由渐近解法，在主坐标中给出了非线性多自由度结构地震反应的渐近解，利用渐近解计算了共振区振幅-频率响应的一系列数值结果，进而分析了系统参数对共振区反应特性的影响及突变性质。地震反应中表现出来的突变性、共振畸变、“路径”效应等复杂的非线性特性，对结构系统的动力特性有重要影响。     

FMM射线追踪方法在地震学正演和反演中的应用

FMM(Fast Marching Method)射线追踪方法是一种求解非线性程函方程数值解的射线追踪方法.本文在FMM射线追踪算法流程的基础上引入一个数据链表,方便求解射线路径,另外还引入一个与解精度有关的方向参数,可以更好的控制解的精度.然后在一些理论模型中对FMM方法的正演和反演计算做了若干验证,结果表明,FMM方法可以较快而且稳定地得到令人满意的结果.     

用遗传算法确定台湾地震的震源机制

采用台湾地区700多个地震台的P波初动极性资料确定了1991～2005年间该地区ML≥4．0级地震的震源机制解。由于涉及大量事件和台站,我们采用遗传算法非线性全局搜索震源机制解。该算法通过人工合成检验进行调整和验证。最终从4188个地震事件中得到了1635个高质量的地震震源机制解。大部分地震的震源机制解以逆）中为主,反映了板块碰撞造成的压缩应力场。正断层型事件发生在俯冲区的中等深度处,可能源于俯冲板块的弯曲。在欧亚板块内,北港基底高区（Peikang Basement High）附近和宜兰附近的板块碰撞较为复杂,也发现了走滑断层。我们的研究提供了研究发震结构和板块构造所需的震源机制数据库。该数据库也可被构造地震学家用来计算波形层析成像研究中的合成地震波形。     

地震预测研究中引入系统科学的几个问题的讨论

随着对复杂事物认识的不断深入，系统科学被引入地震科学研究中。本文 郑重讨论了浑沌论、协同学、耗散结构理论和突变论等理论在研究地震问题中的相互关系，并从认识论的角度探讨了一些问题，以期有益于有关研究。     

耗散结构及宏观协同学在地震科学中的应用研究及进展

一、宏观协同学与地震历史记录中概率规律研究人类在长期历史中积累的大量关于地震活动的详细记录,最适于选择协同学的宏观方法或唯象方法,即根据最大信息原理(MIP)讨论地震活动的定态概率分布,并利用最大定标原理(MCP)计算地震活动的含时概率分布,为分析地震重现性,计算地震的重现期提供可靠的依据。应用最大信息原理计算地震发生概率由来已久,其结果与著名的古登堡-里克特(Guten-berg-Richter)公式一致。但是,这样算出的概率是定态概率,原则上并不能带给我们关于