我国天灾预测的综合地球物理研究

回顾了中国地球物理学会10年来推进开展天灾预测工作的历程．天灾主要包括气象灾害、水灾、地震等，简述了进行天灾预测的10种推理思维和方法以及取得的预测效果．     

青藏铁路沿线将建地震预警系统

“十一五”期间，西藏将在青藏铁路（西藏段）沿线建设2个综合地震监测台网和GPS观测站，建立青藏铁路地震预警系统，为青藏铁路的运行安全服务。     

翁文波院士的信息预测理论体系的创新性及其意义

翁文波院士提出的信息预测理论体系是一个具有自主创新的体系.它的创新性表现在下列几个方面：（1）翁先生创造性地提出：认识可划分为三个层次的认识体系：抽象体系、物理体系、信息体系.其中“信息体系”是翁先生第一个提出的;（2）对数据基本性质的新认识,特别是指出自然数、整数在研究和预测中的重要性;（3）翁先生新提出信息预测,它与统计预测有很大不同等等.翁先生的信息预测理论在天灾预测实际中取得了丰硕的成功预测成果.     

青藏铁路沿线活动断裂带对地质选线的影响

青藏铁路横穿了青藏高原上大量的活动断裂带.本文研究了青藏铁路沿线的29条活动断裂带分布规律和地质病害.通过分析崩塌、滑坡、泥石流地质病害特点和典型路段的地质选线,总结了断裂带地质选线的原则,主要包括:尽量在断裂带活动性较弱、宽度较窄的地段以垂直或高角度通过;尽量不设大中桥、高桥、隧道、高填深挖等难以修复的大型建筑物.事实证明,以上原则在绕避和通过活动断裂带时是正确可行的,可以在青藏线改建和其它铁路工程上借鉴运用.     

天灾成因的外核对流说

本文提出,天灾(旱、涝、震等)的成因是外核强对流运动.与对流层大气运动进行类比可知,外核流体的运动亦可分为对流和平流两类,对流上升泡对壳幔层的顶托作用使地壳脆性层中应力积累酝酿地震.因顶托撤销,而使地内应力突降,是地震发生的直接原因.在外核垂直速度的水平切变最强处,往往是震中所在地.固体圈层的能量流主要是压缩和拉张两类,因压缩通过共振而在地表层形成的"拍涡"是涝灾的罪魁,因拉张而形成的大地冷涡则是严重干旱的祸首.     

概率方法应用于地震短期预测的探索

根据爆发地震平静两项活动性前兆的统计结果,对地震发生的背景概率、条件概率和概率增益进行了估计,给和北地震发生前发震概率逐步增加时间过程,由背景概率Ｐ（Ｅ）增至中期前兆Ａ出现后的条件概率Ｐ（Ｅ／Ａ）,再增至短期前铛Ｂ（平静）出现后的联合条件概率Ｐ（Ｅ／Ａ）。结果表明,在１９９７年１２月１７日后的一个月内,华北地区发生６级以上的条件这３８％,概率增益超过２０,对概率预测结果的使用进行了探讨,提出应充分     

国内外单体建筑物震害预测方法研究述评

国内外单体建筑物的震害预测方法包括历史震害统计法、专家评估法、模糊类比法、半经验半理论法、结构理论计算方法和动态分析法。本文首先对国内外单体建筑物震害的预测方法进行了研究评述 ,然后探讨了各种方法的优缺点     

地震预测方法概述

以国内外大量研究成果为基础,详细介绍了各种地震预测分析的方法,分析了潮汐力谐振-共振波法、电离地层常规-异常观测法、氢同位素法、GPS法、钻孔应力变化观测法、地应力法、水下异常观测法和电磁异常法等多种方法。明确了未来发展的需要和应关注的重点,对于地球圈中的物理-化学机制还有待进一步的研究;同时对未来地震预测的发展提出了一些建议,研究地震前兆的机理将是未来地震预测方法研究的要点和关键所在。     

地震预测方法Ⅰ:综述

为了解各种地震预测方法的预测情况,本文参考大量国内外研究成果,以地应力法、钻孔应变观测法、GPS法、地下水异常观测法、氢同位素法、电磁异常观测法、电离层异常观测法、潮汐力谐振共振波法等多种方法为载体,对这些地震预测方法进行总结和讨论.探究这些预测方法的原理、异常信息提取、与地震三要素的关系、预测实例及相关的进展.     

地震短期预测方法物理机理的研究途径

通过实验室研究与野外观测实验分析，可以揭示典型短期前兆现象的动力机制和响应条件。基于特殊条件岩石力学实验结果，给出典型地震活动图像产生的条件及其物理机制。进行多种类型、不同尺度动力作用的野外试验，对流体前兆成因过程的机理进行揭示和解释。进行地电阻率、地电场的典型观测研究，建立异常识别的综合分析方法等。这些研究工作是探索地震短期预测方法物理机理的有效途径。     

Effects of sunspot cycle length and CO2 on air temperature along Qinghai-Xizang railway and air temperature''s trend prediction

There are well coherences between annual averaged air temperatures at every meteorological station along the Qinghai-Xizang railway, and its 10-year moving average correlation coefficient is 0.92. Thus, the regional averaged annual mean temperature series along the Qinghai-Xizang railway (Trw) from 1935 to 2000 are constructed. The investigation is suggested that: Trw had significant responses to the 5-year lagged sunspot cycle length (SCL) and 15-year lagged concentration of atmospheric carbon dioxide (CO2), and the correlation coefficients between them are -0.76 (SCL) and 0.88 (CO2), respectively. The future SCL is predicted by the model of average generated function constructed with its main cycles of 76a, 93a, 108a, 205a and 275a. The result shows that the SCL would be becoming longer in the first half of the 21st century, and then it could be becoming shorter in the second half of the 21st century. Based on the natural change of SCL and the effect of double CO2 concentration, Trw in the 21st century is forecasted. It could warm up about 0.50℃ in the first half of the 21st century compared with the last decade of last century. The mean maximum air temperature could be likely about 0.20℃ in July and from 0.40℃ to 1.10℃ in January. The annual air temperature difference would likely reduce 0.3-1.00℃. The probability of above predictions ranges from 0.64 to 0.73.     

电离层对台风响应的全过程的特例研究

作为特例研究,本文对1988年和1990年两次强台风影响期间的电离层多普勒记录及相应的台风资料进行了细致的相关分析,目的是利用多普勒记录的连续性优点来了解电离层对登陆（或近海）强台风通过声重波响应的演化全过程.分析表明,在这两次台风影响期间,电离层形态中除有明显的波状扰动（中尺度声重波）出现外,还有一些值得注意的新现象：波动的时间演化表现出明显的幅度逐渐增加以及频率由高频向低频转变,在振幅很大的情况下日落后同时出现扩展F（Spread-F）现象,显示了声重波在激发电离层不规则结构方面的种子作用.这一演化过程与电离层中TIDs的线性传播理论一致,文中开展了对这一现象的非线性数值模拟,模拟结果基本上也与上述观测现象相吻合.     

青藏高原热状况和海温异常对亚洲季风季节转换年际变化的影响

本文根据季节转换前后副高脊面附近经向温度梯度变号的本质,利用相关分析和合成分析等方法研究了季节转换年际变化与外部影响因子的联系. 结果表明,冬春季青藏高原热状况和ENSO（El Nio/Southern Oscillation,厄尔尼诺/南方涛动）是决定亚洲季风区季节转换年际变化的主要因素. 当冬、春季海温呈现El Nio异常时,Walker环流减弱,于是西太平洋暖池区对流活动受到抑制,而赤道东太平洋对流活动加强则强迫赤道印度洋地区产生绝热下沉运动,使得印度洋地区大气偏暖,结果增大了南北向温度梯度,季节转换往往偏晚. 反之,季节转换偏早. 初春高原上空对流层中高层的气温异常对于判断季节转换迟早有很好的指示意义.     

京津高铁北京段地面沉降监测及结果分析

京津高铁是我国第一条高速运行的城际铁路,其安全运行对轨道变形有着严格的要求.京津高铁北京段经过平原区的沉降区域.地面沉降,尤其是不均匀地面沉降已经引起了部分地段路基和桥梁变形,威胁着高铁的运营安全.因此,需要高精度监测铁路路基和桥梁沉降,分析其原因,进而才能提出缓解沉降灾害的合理措施,保证京津高铁安全运行.本文采用时序干涉测量技术、水准测量技术和分层标监测、地下水分层监测手段相结合,对京津高铁北京段地面沉降进行监测,并利用监测结果分析其差异性沉降成因.结果表明:沿线区域地面沉降发展一定程度上受到来广营凸起、南苑—通县断裂和大兴隆起构造控制;地下水超采是区域地面沉降的主要驱动因素,同时第四系沉积环境、地层岩性和补给条件等共同作用,使得地面沉降发展在空间上存在一定差异性,可以分为微小沉降区(DK0-DK9段)、严重沉降区(DK9-DK27段)和一般沉降区(DK27-DK50);沿线区域地面沉降主要贡献层为中深部地层(50~147.5 m),该层黏性土厚度较大,且主要呈现弹塑性形变,占总沉降量的76%左右,是未来地面沉降调控的主要层位.     

热带、副热带海陆分布与青藏高原在亚洲夏季风形成中的作用

通过一系列的理想数值试验,研究了亚、非地区热带次尺度的海陆分布和青藏高原大地形在亚洲夏季风形成中的作用.试验结果显示：海陆分布的存在以及海陆分布的几何形状对亚洲夏季风的形成有非常重要的影响.下垫面全是海洋,没有陆地时,无季风现象的存在.当仅有副热带大尺度陆地,而缺乏南亚次尺度陆地和非洲大陆热带陆地时,夏季无明显的越赤道气流,仅在欧亚副热带陆地的东南部有弱的季风,无印度、孟加拉湾和南海夏季风.中南半岛、印度半岛和非洲大陆热带陆地的存在,在夏季引导南半球的东南信风越赤道转向为西南气流,使得南海的北部、中南半岛、孟加拉湾和印度半岛、阿拉伯海上空的低层为强西南气流控制,印度、孟加拉湾和南海夏季风产生.副热带陆地向热带的深入对副热带陆上产生夏季强对流性降水起着至关重要的作用.青藏高原的存在加强了高原东侧的季风,使得季风区向北发展,青藏高原对东亚季风起放大器的作用;减弱了高原西侧的季风,使得季风区向南收缩.     

湖-气热传输模型及参数敏感性研究

在一维涡扩散模型的基础上,发展了考虑冬天结冰和夏天蒸发等水体相变问题及对流混合过程的湖-气热传输模型.模型采用焓代替温度作为预报变量,这也更加方便处理水的相变问题.模型的计算结果与以色列Kinneret湖的观测资料进行对比,验证了模型的合理性,说明了加入对流混合过程是符合湖-气热传输的实际物理机制的.对风速和湖面摩擦速度作了敏感性实验,证明他们对湖面温度和蒸发潜热有着重要的影响.     

川滇地区未来强震预测与汶川Mw7.9级地震孕震过程分析

根据作者提出的孕震时空区域划分原则,确定了川滇地区地震区(带)划分的合理方案.运用孕震断层多锁固段脆性破裂理论与相关预测方法,给出了各地震区(带)未来强震的四要素预测结果.结果表明,除西昌、丽江与鲜水河地震区在较长一段时间内无破坏性地震发生外,其他地震区都将有破坏性地震发生.本文还分析了汶川大地震的孕震过程.结果表明:导致2008年5月12日汶川M_w7.9级地震的最直接原因,是1976年发生在松潘-平武的M_S7.2级双震震群事件.     

西安市阎良区防震减灾信息管理系统设计与开发

在收集西安市城市基础信息资料、城市建筑物、生命线单体预测结果、震害防御对策与辅助决策研究成果的基础上,我们为西安市阎良区开发了防震减灾信息管理系统.该系统包括区域基础地理信息、震害预测数据库、震害评估、辅助决策等子系统,该系统能够实现震前预防和震时应急的辅助功能.     

考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机自振频率

考虑桩-弹性地基相互作用,采用集中质量法和柔度法对泥面线以上的单桩风机结构进行多自由度动力分析,确定单桩风机的自振频率。通过算例给出单桩风机的自振频率值,并与不考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机的自振频率值进行比较。     

邢台地震与我国地震预报的发展

详细叙述了自1966年邢台地震以来,我国地震预报研究与实践的主要进展:建设成了多学科的地震观测系统,为地震预报打下了良好基础;进行了大量震例研究,初步建立了地震预报的判据和指标体系;进行了地震预报理论的实验和研究,提出了多种地震孕育发生模型及前兆机理;通过20多年的5次地震预报攻关研究,形成了数十种地震预报方法;边研究,边预报,几十年来成功地预报了20多次破坏性地震,并取得了减灾实效,使我国地震预报的科学水平居于世界前列。本文还对地震预报尚需解决的科学难题进行探讨。