中国近五百年旱涝灾害与内乱关系的定量分析

众多的大数据定量研究证明了在历史时期,极端气候变化能造成中国社会不稳定.但是,已有的研究将温度和降水量作为主要解析变量,欠缺了旱涝灾害对社会动荡影响的大数据定量分析.同时,相关研究也没有分不同地理区域和不同时间尺度进行对比和深入探讨.为解决该问题,本研究对中国三个农业生态区(水稻种植区、小麦种植区和牧业区)开展定量分析,探究公元1470~1911年间中国旱涝灾害与内乱的对应关系.鉴于旱涝与内乱的对应可能是"非线性"和"非固定性"的,我们采用Poisson回归分析和小波一致性分析检测两者关系.结果表明,旱涝灾害诱发了中国历史时期的内乱,但区域差异显著.在水稻种植区,洪涝在年际和数十年际的时间尺度引发内乱;在小麦种植区,洪涝和干旱均在年际和数十年际的时间尺度引发内乱;牧业区的内乱只在数十年际尺度与洪涝相关.此外,在数十年际时间尺度,三个农业生态区的旱涝事件只在人口密度不断增加或处于相对区域承载力较高的水平时段内和内乱显著相关.本研究指出气候-战争的对应关系明显受地区因素如自然环境及人口压力影响,有鉴于此,在研究历史时期的人地关系时,应先把不同地区的数据分割,再以每个地区为单位进行独立分析,这要点有望被广泛应用于后续研究.     

关于太阳活动预测与自然灾害预测

日地系统学中, 自然灾害与太阳活动的关系研究, 导致了自然灾害预测与太阳活动预测之间关系的探讨本文比较了太阳活动预测与自然灾害预测, 指出它们在目的、用户、观测资料的特征、预报方法以及面临的问题几方面的差异; 介绍了自然灾害预测与太阳活动预测的几点可能的关系; 简单讨论了衡量预报水平的指标问题最后列出了第２３ 黑子周特征值的一些预测结果     

泥质砂岩在干燥与饱和流体状态下纵波速度之间的关系

岩石从干燥状态下到饱和流体后纵波速度的变化情况对于地震速度预测、AVO分析以及流体识别具有重要意义,而有关泥质砂岩在干燥与饱和流体状态下纵波速度之间关系的研究甚少.因此本文利用三组实验数据研究了泥质砂岩在干燥与饱和流体状态下纵波速度之间关系的影响因素,并通过多元线性回归分析方法建立泥质砂岩饱和流体后的纵波速度与干燥状态下的纵波速度、孔隙度以及黏土含量之间的关系.研究表明:泥质砂岩在干燥与饱和流体状态下纵波速度之间的简单线性关系容易受到固结程度、孔隙流体性质以及围压的影响,而多元线性回归分析与简单线性分析相比,其拟合结果的判定系数明显提高,标准误差明显减小.此外,本文首次提出黏土含量与孔隙度比的概念(CPR),发现CPR与泥质砂岩饱和流体前后纵波速度差之间有很好的正相关性,随着CPR的增加,纵波速度差也表现出增大的趋势,CPR的提出为解释流体替换过程中岩石物理属性的变化情况提供了新的思路.     

太平洋年代际振荡对中国东部季风区降水影响的新证据

简要介绍了太平洋年代际振荡(PDO)的研究历史.在此基础上,选择两个分别来自长江下游和黄河口的钻孔沉积记录,探索百年以来沉积物粒径变化对PDO波动的响应.研究结果表明,来自河口附近的两个钻孔沉积物粒径变化与PDO波动有显著的相关性.主要原因是PDO在年代际尺度上影响了东亚季风区的降水,进而改变了长江和黄河流域的水动力条件,并最终体现在沉积物粒度的变化上.进一步分析显示,PDO处于不同位相时期,受降雨中心移动的影响,长江和黄河沉积物粒度呈现出不同的变化规律.同时,本文还选择中国东部其他代表性高分辨率地质环境替代指标,如石笋和树轮,对比研究多种环境指标对PDO波动响应的差异.结合重建的PDO数据,本文发现近二百年以来钻孔沉积物粒度对PDO波动同样有一定的响应,未来可以作为研究PDO对中国东部地区降水影响的新证据.本文从地质学角度比较了PDO与中国东部降水之间的关系,再次印证了前人关于PDO影响中国东部气候环境的研究成果,为PDO的研究提供了一种新的指标,对年代际尺度上中国东部地区气候环境演化历史的重建和未来气候预测都具有一定的指导意义.     

农房建设的防震减灾思路初探

三农(农业、农村和农民)问题是影响中国发展的重要问题,其中农房建设直接关系到7亿农民的切身利益。因资金、技术和信息等方面的历史原因,农房建设并未受到重视,在地震等强烈自然灾害作用下农房多成为破坏的重灾区,搞好农房建设迫在眉睫。以宜宾市为例,分析了农房的现状和典型的破坏情况,提出了宏观政策和微观技术措施上的一些防震减灾思路,并简要地介绍了《宜宾市新村建设农房设计图集》。     

多核处理器环境下遥感数据处理的并行与串行算法的性能比较

卫星遥感能够提供(准)实时地面信息,在地震研究中的应用越来越广泛.MODIS是搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的重要的“图谱合一”光学遥感观测仪器.由于MODIS数据具有多频段、高分辨率、高时效性、应用广泛等特点,使得MODIS数据对地球科学的综合研究和对陆表、生物圈、固态地球、大气和海洋的长期观测有着重要意义,在自然灾害的监测和分析研究领域也有着广泛的应用.     

短中时间尺度上的气温变化和太阳辐射之间的关系研究

探讨气温变化的时空特征及其产生原因越来越成为当代大气科学关注的焦点.过去的大多研究揭示了长时间尺度上的气候变化受太阳辐射的影响情况.本文采用经验模态分解的方法,通过识别气温和太阳黑子变化中的特征时间尺度,分析了短中时间尺度上南京市与石家庄市气温和太阳辐射之间的关系,得到了吻合以前实证结果的太阳黑子11a的准周期成分等,在气温变化中也找到了相似于太阳黑子5.5和11a的准周期成分,但是相关性分析及检验某一模态信号是否为随机信号的验证分析同时说明相似周期成分之间并不相关.在95%的置信度下,南京市和石家庄市气温变化中确实存在不少短周期波动,它们和太阳辐射之间并不存在直接的相关关系,而且南京市气温3.1a的中周期波动也吻合前人的研究成果.     

不同空间尺度影响古代社会演化的环境和技术因素探讨

古文化兴衰和文明演化的过程及其动力是广受关注的热点科学问题,然而,对该问题的认识存在较多的分歧与争议.本文对史前和历史时期遗址废弃、文化兴衰和人口变化,及其环境和技术影响因素的研究案例进行了梳理,提出在不同空间尺度,影响古代人类社会演化的主导因素是不一样的.在局地尺度上,突发性灾害是导致大型聚落毁灭或废弃的重要影响因素.在区域尺度上,十年至百年时间尺度的气候干旱或寒冷事件是导致古文明衰退和人类大规模迁徙的主要诱发因素,而持续稳定适宜的气候则促使古文明的兴盛.在大陆-全球尺度上,百年至千年时间尺度的重大技术革新及其扩散,是推动人口显著增长和社会进步的主要动力.在此基础上,阐释了不同空间尺度下,环境和技术因素对古代人类生存和社会演化产生影响的可能机制.     

地震影响的经济韧性评价研究进展

韧性是当今自然灾害防御的重要议题,其中地震影响下的社会经济韧性评价具有代表性,也是国际上区域自然灾害影响经济韧性研究领域的前沿热点。本文旨在梳理总结地震影响下的经济韧性的研究成果。首先,总结生态环境韧性、社会韧性、工程韧性及经济韧性的基本概念,包括韧性定义及韧性维度;从经济韧性概念、经济韧性测度、经济影响分析框架3个方面总结了地震影响的经济韧性的相关成果,为我国自然灾害社会经济影响评价和我国社会经济对自然灾害抗御能力的提升提供借鉴和参考。     

油气勘探中的地震速度泡沫(Fizz)现象

地下岩石孔隙中含有天然气会造成地震波传播速度的下降,但是这种含气量与速度下降量之间的关系一直没有被很清楚地认识到,因此造成很多勘探和开发上的决策失误.本文通过对Wood方程和Gassmann－Biot理论分析,定量地描述了岩石孔隙中天然气含量与波速之间的关系,叙述了由于极少量气造成很大速度变化的“速度泡沫”（Fizz gas）现象以及对这种速度假象进行识别的方法,并通过对中国某油田XD区块的实例研究验证了这种现象的存在及识别.     

旱涝与地震关系的探讨

本文就全国的历史降水空间分布与历史地震空间分布之间的关系进行探讨。发现全国主要地震带上的雨量梯度远大于非(少)地震带上的雨量梯度。并对1952年以来全国雨量与地震关系进行了研究,发现有85%强的震中位置集中于先年旱涝界面及涝中心边缘处,而处旱涝中心的不过15%,中小地震也如此。还对旱涝与地震的时间分布进行分析发现,单一的旱不是发震的主要前兆现象,而是在长期干旱背景上的特涝,更具有实际意义。因而从降水的时空特征给地震予报提供了可能的前兆手段。本文并从水分压力角度计算与探讨了旱涝与地震存在关系的原因,从而对旱涝震的物理机制进行了初步的研究。     

菲律宾国家自然灾害响应机制研究

菲律宾长期遭受各类自然灾害的侵袭,损失惨重。2010年菲政府颁布政令致力于发展国家自然灾害响应体系,建立了一套自上而下的自然灾害响应机制。本文从政策与规范、响应计划和响应流程3个方面对菲律宾国家自然灾害响应机制开展研究,结合菲政府应对超级台风"海马"的案例,总结分析菲政府在应对自然灾害中的经验与教训。     

青藏高原对华北地区地震活动影响的统计学证据

基于中国各构造区1900年以来的本尼奥夫应变累积释放序列,采用协整分析和因果关系检验方法研究表明,青藏高原与华北地区地震活动的应变释放存在着长期均衡关系;在某种程度上,青藏高原地区地震应变释放是华北地区应变释放发生变化的原因;青藏高原对华北地区地震应变释放的影响存在约20多年的滞后效应.本文结果对两个构造单元的地球动力学研究提供了统计学证据.     

中国台风科研业务百年发展历程概述

台风是中国东南沿海地区最主要的自然灾害之一,中国十分重视防台减灾工作,在台风监测站网建设、预报预警及台风灾害联防等业务体系建设、台风活动的基础理论及预报关键技术研究等方面取得一系列重要进展.文章简要回顾了近一个半世纪中国台风科研业务发展史上具有里程碑意义的重大事件,以纪念百年来特别是改革开放以来为中国防台减灾事业发展做出历史贡献的先辈,旨在为中国的台风科学研究和业务能力建设提供些许历史借鉴.     

中国南方富有机质海相页岩弹性各向异性特征和影响因素

页岩具有独特的组分和微观结构,其弹性性质通常呈现较强的各向异性,这对其地震和声波测井响应具有显著的影响.四川盆地东部及南部的富有机质海相页岩是目前中国页岩气勘探的主要目标之一,为了研究该地区下志留统的五峰组和上奥陶统的龙马溪组页岩的弹性各向异性特征和影响因素,文章开展了包括超声脉冲测量、全岩衍射分析、有机质热解等实验测试和数据分析.实验结果表明:(1)该地区页岩的各向异性普遍较强,但是强度范围变化较大(10～50%);(2)页岩的各向异性与黏土含量的相关性较好,且黏土定向排列程度对这一关系有重要的影响;(3)五峰-龙马溪组页岩的各向异性强度与有机质含量没有明显的相关性,而美国Bakken、西伯利亚Bazhenov等页岩的有机质含量是其各向异性强度的重要决定因素,这一差异主要是由不同页岩的成熟度的差异和有机质形态、分布特征的差异所导致;(4)同时还发现,该页岩的有机质含量与石英含量呈正相关,这在一定程度上也削弱了有机质含量和各向异性强度之间的相关性.文章的研究结论揭示了五峰-龙马溪组页岩弹性各向异性的特征和影响因素,能够为中国南方富有机质海相页岩的地震各向异性勘探、定量解释、资源评价提供重要的理论基础和数据支持.     

利用水系流域偏转研究走滑断层的运动模式——以南汀河断裂带为例

构造地貌能够记录构造运动的长期积累,并能通过相关参数定量表达。水系是对构造作用反映最敏感的地貌之一,长期以来许多研究者利用水系来反映和研究构造。但是过去的研究大都集中在垂直运动的构造作用区域上,尤其是正断层区域上,而对走滑作用区域的研究非常少。文中以南汀河断裂带为研究区域,利用高精度DEM数据提取水系。通过研究断层附近水系流域的偏转来研究南汀河断裂带的运动模式。通过分析流水地貌对断层活动的响应特征,对断裂带的空间展布和活动性进行了分析,为探讨活动断层与地貌响应之间的关系提供良好范例。     

2650年东亚-北印度洋热力差异与东亚夏季风变化

利用观测资料研究发现,东亚-北印度洋对流层热力差异指数（East Asian-North Indian Ocean index,IEANI）与东亚夏季风及相应的中国东部季风降水都具有密切的关系.当IEANI偏高（低）时,东亚中纬度夏季风偏强（弱）,华北地区降水偏多（少）,江南地区降水偏少（多）.为了研究东亚夏季风的长期变化特征,我们利用北京和澳大利亚塔斯曼尼亚地区的重建气温回归了BC665～AD1985年的IEANI.研究发现,在过去2000多年里,重建的IEANI总体上能够指示世纪尺度上的东亚夏季风变化和中国东部降水异常.重建的IEANI与中国东部降水的关系与现代气候所表现出来的关系非常相似,表明这种相关特征也出现在过去2000多年来的世纪尺度上.对于IEANI在更长时间尺度（数百至千年）上的变化特征及其与降水的关系,尚需利用更多类型的代用资料进一步验证.     

1303年洪洞地震的赈灾对策

中国是一个有着悠久历史和灿烂文化的伟大国家，同时又是世界上自然灾害较为严重的国家之一。严重的自然灾害破坏了正常的社会生产和生活秩序，特别是数次历史大震，危及了当时的社会稳定和封建国家的统治，因而历代封建统治都将“荒政”作为一项基本国策，实施了一系列相应的防灾减灾对策。这些举措对中国古代社会的发展起了重要作用，也对当今防灾减灾工作有着重要的借鉴价值。本文通过回顾1303年洪洞8级地震的救灾与赈灾过程来探讨古代的防灾减灾管理对策。     

煤层气储层含气量与其弹性参数之间的关系——思考与初探

首先研究了天然气AVO技术的岩石物理基础--Gassmann方程和Biot理论(以下统称为"Gassmann-Biot理论")--对煤层气AVO技术的适用性.根据该理论创始人在建立其理论时的假设条件、煤层气储层的双相孔隙特征、煤层气的双相赋存特征,本文推理认为,由于煤层气储层的基质型孔隙体系的连通性差,裂隙性孔隙在宏观上是非均质的,并且是各向异性的,因此,总体上来说,Gassmann-Biot理论不完全适用于煤层气储层.特别地,当煤层的水饱和状态保持不变而煤层的含气量变化时,因为煤层中孔(裂)隙中流体的体积压缩模量不变或基本不变,即使煤层的弹性参数发生变化,Gassmann-Biot理论也不可能预测其变化趋势.因此,天然气AVO技术的岩石物理基础完全地不适用于水饱和煤层气储层.研究发现,煤层气储层含气量与其密度、纵波速度、横波速度之间存在负相关关系,即含气量高,密度小、纵波速度小、横波速度小;含气量低,密度大、纵波速度大、横波速度大.但是,这些负相关关系不是现有岩石物理理论能够预测或能够解释的.依据煤层气地质学理论以及负相关关系与现有岩石物理理论的一致性,本文提供了对某勘探区A号煤层含气量与其密度、纵波速度、横波速度之间负相关关系的解释,并认为煤层气储层的含气量与其弹性参数之间的负相关关系可能是这类储层内在的固有的规律性的关系.本文证明含气量与其密度、纵波速度、横波速度之间负相关关系可以作为煤层气AVO技术的岩石物理基础,建立了AVO异常与煤层气储层"甜点(即富集高渗部位)"之间的关系,从而能够使用AVO异常探测煤层气富集高渗部位.     

来自大自然的警告——关于灾害学的交谈

大自然也会说话,不过,只有科学家和懂科学的人才能听懂.前不久,200多位来自全国各地的灾害学家聚集北京,商讨我国自然灾害的研究、预报、防治等问题,并成立了中国灾害防御协会.会上会下,专家们之间,专家与领导干部、与记者之间多次对话,谈论来自大自然的信息.