ENSO事件及其对全球生态环境的影响

ENSO事件(包括厄尼诺,与其相反的拉尼娜以及南方涛动)不但影响赤道东太平洋海域的渔业生产,还和地球上许多地区的气候异常现象有关,进而影响到全球环境尤其是生态环境。有人认为ENSO是地球上对于生物界最巨大的一种扰动。本文介绍了1982～1983年与1997～1998年的ENSO事件对于世界各地生态环境的影响。     

印度洋dipole事件的年际变化与ENSO事件的联系

通过对nino3指数和DMI序列的分析，发现两种物理现象都有4a左右的主要周期，而且印度洋偶极子事件还存在有2a左右的振荡周期，而厄尔尼诺事件在2a时间尺度上周期性不明显；对nino3指数和DMI进行年际时间尺度滤波，结果表明，在年际时间尺度上，两者的相关性比未滤波时有了一定的提高；对年际滤波之后的偶极子事件和ELNINO事件的相关分析可以发现，ELNINO对于印度洋偶极子事件的影响要大于IOD对于太平洋ENSO事件，显示了两者物理现象的影响不对称。     

印度洋dipole事件的年际变化与ENSO事件的联系

通过对nino3指数和DMI序列的分析,发现两种物理现象都有4 a左右的主要周期,而且印度洋偶极子事件还存在有2 a左右的振荡周期,而厄尔尼诺事件在2 a时间尺度上周期性不明显;对nino3指数和DMI进行年际时间尺度滤波,结果表明,在年际时间尺度上,两者的相关性比未滤波时有了一定的提高;对年际滤波之后的偶极子事件和ELNINO事件的相关分析可以发现,ELNINO对于印度洋偶极子事件的影响要大于IOD对于太平洋ENSO事件,显示了两者物理现象的影响不对称。     

一类ENSO事件与四川地区粮食产量的相关分析

本文对1949年以来出现的10次ENSO事件进行了分析,得出如下结果:开始於东太平洋增暖和中大平洋增暖的两类ENSO现象分别对应四川地区粮食产量的减产和增产。此结果对四川地区粮食生产政策的制定及产量的预测研究均有较重要的参考价值。     

全球海洋初级生产力时空异常变化对ENSO事件的响应

海洋初级生产力在海洋环境要素的驱动下,在不同海域呈现出不同的时空变化特征,这种时空演变特征在不同的ENSO事件类型下差异更为显著。本文基于1998年1月至2017年12月全球海洋初级生产力的卫星遥感数据集,通过改进海洋时空双约束聚类挖掘方法,挖掘了近20年海洋初级生产力的时空聚簇模式,并从时空分布和空间移动2个方面对比分析了海洋初级生产力时空演变簇与ENSO（El Niño-Southern Oscillation）事件之间的关系。结果表明：① 在EP（Eastern-Pacific）型El Niño事件期间,海洋初级生产力异常低值时空簇主要分布在赤道太平洋东部或中东部海域,异常高值时空簇主要分布在西太平洋和南太平洋中部海域;在CP（Central-Pacific）型El Niño事件期间,异常低值时空簇分布在太平洋中部,而异常高值时空簇分布在南太平洋与西太平洋海域;② 在EP型La Niña事件期间,赤道太平洋中部及东部、赤道大西洋与印度洋海域出现异常高值时空簇,南太平洋中东部海域出现异常低值时空簇;在CP型La Niña事件期间,赤道太平洋中部出现异常高值时空簇;南太平洋中西部海域出现异常低值时空簇;③ 发生在赤道太平洋的海洋初级生产力时空演变簇,在EP型ENSO事件期间具有东移特征,而在CP型ENSO事件期间,时空演变簇在赤道太平洋中部海域产生并消亡;④ ENSO事件中海洋初级生产力时空演变簇面积与MEI具有较强相关性。     

近50 a ENSO时频特征及其与南海台风的相关性

【目的】分析表征ENSO事件的特征值和南海台风活动的多时间尺度结构特征及其相关关系。【方法】采用日本气象厅东京台风中心(JMA)1967-2016年西北太平洋TC最佳路径数据集,统计分析了近50 a来南海台风活动月频数。同时又采用Morlet小波变换、交叉小波变换、小波相干等方法,分析了近50 a来ENSO事件时频变化特征及其与南海台风相关性。【结果与结论】ENSO循环具有2-6 a的主周期;7-10月南海台风活动最为频繁,其频数时间序列存在准2 a尺度周期;ENSO指数与南海台风活动频数的相关表现在多个时间尺度上。1970-1978年、1995-2000年,ONI指数和南海台风活动频数在2-6 a周期尺度上具有较好的相关关系,并且南海台风活动频数变化先于ONI指数半个周期。1980-1985年间,在1.5-3 a的周期尺度上SOI指数和南海台风活动频数具有较好的相关关系,且两序列同步变化。     

地壳形变与地下水异常关系研究进展

地壳形变异常是地壳构造变动中直接的表现，也是物理含义最为明确的地震前兆之一。地下水异常能够提供多种形式的构造活动过程(包括地震)。这两类异常能够以不同的力式和特点反映出地震孕育过程中伴随的前兆信息，并成为地震预报的重要手段；而它们之间既相互联系又相互影响。因此，对两类异常关系的研究对于识别地震前兆特别是短临前兆至关重要。归类了地震孕育模型及其前兆异常机理，并对前兆异常机理进行归纳整理和简述，然后从机理和前兆方面综述了地壳形变与地下水异常关系的研究成果。     

东亚季风区石笋δ18O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

近些年,对于东亚季风区石笋δ18O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ18O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ18O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ18O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ18O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ18O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ18O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ18O。La Ni?a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ18O偏负。El Ni?o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ18O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ18O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ18O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。      

联合GRACE和气象水文数据研究2010～2016年亚马孙平原水储量异常变化与极端气候和ENSO的关系

利用GRACE时变重力场模型反演2009-07～2017-06期间亚马孙平原的水储量变化,在移除趋势和季节性周期信号后,计算得到其与ENSO指数之间具有较强的相关关系和一定的时延性,并从季节层面进行分析得到ENSO对亚马孙平原旱、雨两季的不同影响,表现为旱季受到ENSO显著影响而雨季受到的影响则较小。最后,结合水文数据分析指出,ENSO会通过影响降雨量进而影响相应区域的水储量变化,且该现象在流域内两次极端旱灾中有较为突出的表现。     

100hPa环流变化与川渝地区旱涝异常分析

应用ＳＶＤ技术,诊断分析了北半球１００ｈＰａ高度场与川渝地区夏季降水的关系。结果表明：高度场与降水场具有密切的时空相关性,第一模态反映了两场间的主要耦合特征;南亚高压活动地区前期１０～１２月、１～４月高度场变化,通过影响未来夏季南亚高压强度、位置,导致川渝地区夏季旱涝异常。高度场与降水场的这种非同步联系,物理意义明确,时空相关显著,是一种有价值的预测川渝地区夏季旱涝异常的强信号。     

用超限率分析法提取钻孔倾斜地震前兆异常信号

选取钻孔倾斜观测资料,结合运用高通滤波与超限率方法,最大限度地提取波动、阶跃、突跳等高频信号,并定量描述这些信号的特征,检验此类信号与地震的关系。为确认信号的可靠性,排除气压、水位及仪器等因素影响。结果显示,中强地震前高频信号的数量和强度出现显著增大现象,多集中在3个月内,属短期异常,发震时间多为异常过程中或异常结束后3个月内。     

北半球两大长波槽的异常变化与贵州夏旱

分析了北半球两大长波槽即东亚大槽和北美东岸大槽的异常变化对贵州夏旱的指示作用。并得出冬春季节东亚大槽明显偏浅（弱）与北美东岸大槽明显偏深（强）同时发生,是贵州夏旱预测的一个强信号,并以两大长波槽指数为预报因子建立了夏旱短期气候预测模型,经最近３年试报效果较好。     

2021-04-16河北滦州MS4.3地震前的大气电场异常信号分析

中国科学院国家空间科学中心分布在天津市宝坻区和廊坊市永清县的2个观测台站在2021-04-16河北滦州M_S4.3地震前均观测到大气电场异常。宝坻站监测到过境云与地质活动混合型电场异常信号;永清站监测到湾型持续电场异常信号,属于典型的临震前小时尺度先兆信号,其幅度和持续时间均明显高于宝坻站的异常电场信号。对比电场异常期间2个台站的气象活动和空间天气活动发现,虽然2台站电场异常信号的表现方式不同,但背景变化中均隐含大型地质活动信号。分析结果表明,未来可通过分析多源活动导致的空间静电演变过程,形成有效的识别方法,在一定的气象活动范围内,从大气静电监测数据中提取中等以上强度地震的前兆信息。     

库尔勒台前兆数据跟踪分析工作与典型事件

主要介绍库尔勒台近3 a来的前兆数据跟踪分析工作成果,归纳出非正常事件中的典型干扰事件,总结库尔勒台前兆数据跟踪分析工作的特点及对仪器造成干扰的主要因素,希望通过本文为其他台站的数据跟踪分析工作提供经验与参考。     

地磁低点位移异常与地震预测

利用国家地磁台网中心产出的观测资料,研究中国大陆地区2013～2022年共10 a时间尺度的地磁低点位移异常与5级以上地震的关系。结果表明,地磁低点位移异常与5级以上地震之间具有较好的关联性,地磁低点位移异常出现后2个月内,其异常分界线300 km内发生5级以上地震的概率较大。2013～2022年中国大陆地区共发生5级以上地震160次,异常对应率为32.4%,虚报率为67.5%,漏报率为48.1%,地震预测率为55.0%;46次地震前出现1次低点位移异常,42次地震前出现2次及以上异常。将地震前的多条低点位移异常分界线叠加到同一底图上,会形成1个或多个交汇区域,地震往往发生在低点位移分界线交汇区域。综合活动构造断裂分布、历史大地震情况、中长期预测强震潜在危险区及年度全国地震危险区等进一步研判发震区域,可大幅缩小地磁低点位移预测地震发生地点的范围。     

局部热膨胀产生的重力异常及其构造意义

地热梯度的增加不仅引起地壳的体积变化，而且使地壳的荷载发生变化。定量计算表明，在均衡深度以上，局部地壳地热梯度的增加将产生重力负异常。随之而来的地壳均衡运动会造成２ｋｍ左右的地壳上升，用以补偿膨胀后地壳的质量亏损。     

青藏高原挠曲均衡重力异常特征及其地质意义

自新生代印度板块的块持续碰撞与俯冲作用下,青藏高原经历了快速隆升与复杂的岩石圈改造过程,但高原现今的垂向动力学机制和地壳形变特征仍然存在争议。基于非均一有效弹性厚度的挠曲模型,利用地形和地球重力场模型数据,计算了青藏高原及邻区的挠曲均衡重力异常。结果显示,青藏高原的均衡重力异常在-120~90 mGal之间,高原中部为明显的正异常特征,边缘为显著的均衡负异常。极小值出现在青藏高原西北部及其相邻的帕米尔高原,极大值则出现在与之紧邻的喜马拉雅块体西北部。此外,在青藏高原北面和东面,塔里木盆地和四川盆地显示出大片的均衡正异常。这些特征说明青藏高原及邻区地壳现今处于非均衡的状态,在板块碰撞挤压作用下,老的块体地壳整体发生抬升,导致了均衡正异常特征;而年轻的造山区域,地壳形变主要表现为地表抬升与下地壳强烈增厚,形成了均衡负异常。在高原中部和北部,均衡调整方向与地壳垂向运动趋势相一致;但在高原南面（喜马拉雅块体）和东面（四川盆地）,均衡调整方向与地表形变观测结果相反。这说明印度板块碰撞与俯冲仍然控制着青藏高原南部、东部及其相邻块体的地壳形变过程,然而在更北的区域,地壳正通过均衡调整恢复均衡状态。      

地震前兆特征与岩样剪切应变率异常数值模拟

利用拉格朗日元法(FLAC)模拟了岩样的宏观力学行为、剪切应变率异常及演化。在峰值强度岩石的本构模型分别取线弹性模型及应变软化模型的条件下,得到如下结论：1)在弹性阶段之后,应力-时步曲线具有一定的周期性。与地震复发的周期性类似。在加载过程中,形变场由均匀逐渐向不均匀转变．最终形成交叉的剪切带网络。被该网络所包围的试样中部可视为背景空区．在空区之外,地震群比较活跃。在应变硬化阶段。可以从未来震源观测到前兆一剪切应变率异常条带。2)在中期阶段之后,空区内地震活动的开始增强明显要比空区外地震活动增强晚。地震的迁移是由外向内。3)短期阶段则相反：在硬化阶段．剪切带内外的剪切应变率的差别不很显著。试样处于相对平静状态。在软化阶段,若采用剪切应变率最大的位置作为震源．可确定震源在试样的中部。源兆和场兆都集中在老断层上。     

张北-尚义6.2级地震(1998-01-10)前倾斜与地电阻率前兆异常

１　前言１９９８年１月１０日张北－尚义Ｍｓ６．２级地震（λＥ１１４．３°,φＮ４１．１°）,是继１９８９年大同－阳高Ｍｓ６．１地震后,发生在华北北部地区的又一次６级以上强震。距离震中区１１０ｋｍ的内蒙古自治区宝昌地震台的ＳＱ－７０水平摆倾斜仪和地电阻率在震前均观测到明显的前兆异常。尽管在此次张北－尚义地震前,根据某些测项的异常变化,作出了一定的预报,但从整体来讲,并未作出准确的短临预报。因此,对宝昌地震台（λＥ１１４°１５′,φＮ４１°５６′）的主要前兆测项,即ＳＱ－７０地倾斜和地电阻率在张北地…