起伏地表弹性波传播的间断Galerkin有限元数值模拟方法

间断Galerkin有限元法（DG-FEM）作为一种有效的高阶有限元法受到了国内外学者的广泛关注.本文基于任意高阶间断Galerkin有限元法对弹性波方程进行空间离散,并将离散后所得的非齐次线性常微分方程系统齐次化,最后结合针对齐次问题的强稳定性保持龙格库塔（SSP Runge-Kutta）算法,将DG-FEM推广至时间任意高阶精度.另外,借鉴近最佳匹配层（NPML）的思想,基于复频移（CFS）拉伸坐标变换推导了一种新的PML吸收边界条件（简称为CFS-NPML）,该CFS-NPML能够与DG-FEM算法很好地结合,形成有效的起伏地表地震波传播数值模拟技术.数值试验结果表明,DG-FEM具有高阶精度,可以适应任意复杂起伏地表和复杂构造情况下的弹性波传播数值模拟.同时,CFS-NPML对包括面波等震相的人为边界反射都具有良好的吸收效果.     

2018年8月5日印度尼西亚地震震前电离层异常特征

基于2018年8月5日印度尼西亚地震震中（116.45°E,8.33°S）附近的澳大利亚达尔文站和位于震中磁力线共轭区域的武汉站的电离层测高仪观测数据,以及相同区域全球卫星导航系统接收机的观测数据,对该地震震前的电离层异常扰动特征进行了分析。结果显示,震前同时观测到了电离层F₂层临界频率（f_oF2）和总电子含量（TEC）时间序列的异常。基于岩石圈-大气层-电离层直流电场耦合模式和美国国家大气研究中心的热层-电离层环流耦合模式（NCAR/HAO TIEGCM）对震前震中及其对应磁力线共轭点区域的电子密度异常进行了模拟,模拟结果表明,在地震异常电场的作用下,地震区域及其对应半球的磁共轭区域的TEC和电离层F₂层峰值电子密度N_mF2发生了明显扰动。      

地震时间序列多重分形计算精度估计

目前计算地震时间分形的方法很多,但具体各种计算方法的误差（或精度）是多少,还没有一个定量的结果。本文针对这一问题,利用Ｃａｎｔｏｒ多分形集理论模型数值模拟来估算其精度（误差）,进而解决了限、离散、点集的多重分形维数谱的计算精度（误差）估计问题。通过一维（时间）理论模型数值模拟得出如下结论：（１）存在尺度问题、样本容量问题、基准点选取问题、不同计算方法差异等;（２）固定质量（ＭＡＳ）法和最小生成树（     

伪谱法地震波正演模拟的多线程并行计算

地震波的正演模拟,尤其是3D正演模拟,往往涉及大规模的数据存储和计算,问题的规模往往超出计算机的物理内存,或者计算时间让问题的求解者难以忍受,即使采用目前存储和计算能力很强的计算机,其计算费用仍然是十分昂贵的.本文提出一种基于多线程协同使用多CPU和计算域分割的正演模拟并行计算技术,使得问题的求解过程得以加快,大大地缩短了用户等待的时间.为了检验我们的并行算法的可行性,文中以傅利叶正演模拟技术为例,给出了声波和3D各向异性弹性波模拟的例子,并对不同版本（串行、并行）运算效率进行了比较,证实了方法的有效性.     

利用MODIS影像和气候数据模拟中国内蒙古温带草原生态系统总初级生产力

温带草原生态系统与大气间的碳交换通量受到降水和土壤水分可利用性的强烈影响,时空变化显著．所以,整合卫星遥感和田间通量观测成为准确刻画中国北方内蒙古温带草原生态系统区域碳循环动态的重要基础．基于涡度相关通量观测系统提供的生态系统与大气间的碳交换通量数据,研究发现：对于内蒙古锡林郭勒温带草原试验站,遥感增强植被指数（EVI）与植被总初级生产力（GPP）的相关关系强于归一化植被指数（NDVI）与GPP的关系．因此,利用基于EVI的植被光合模型（VPM）对该站点的总初级生产力进行了遥感模拟,模型的输入包括增强植被指数,陆地表面水分指数（LSWI）,平均空气温度（勋）和光合有效辐射（PAR）．对比2003年5月到2005年9月的涡度相关通量观测数据和模型模拟结果发现：植被光合模型可以准确模拟研究时间段内总初级生产力的季节动态限（R^2=0．903,N=111,p〈0．0001）;研究时间段内模拟的总初级生产力为641．5g C．m^-2,仅高估了约6％,且植被光合模型模拟效果优于其他生产效率模型（比如：TURC,MODIS-PSN）．因此,引进改进的植被指数（比如EVI和LSWI）,植被光合模型可以成功模拟温带草原生态系统的总初级生产力,可能成为区域碳通量准确模拟的有效工具．     

基于谱修正方法的非高斯风场模拟

为克服基于H erm ite谱修正方法的缺点,减少该方法中计算H erm ite多项式系数所需耗费的大量机时,提出了一种模拟非高斯风压场的新方法,采用非高斯累积分布函数（CDF）映射技术来代替基于H erm ite的概率密度函数（PDF）修正。选择任意边缘PDF模型作为概率目标模型,采用目标功率谱密度（PSD）作为样本函数,通过迭代修正该样本函数,使其收敛于目标概率密度函数和目标功率谱密度。将该方法应用于实际结构的非高斯风场模拟,模拟结果与目标谱符合良好,表明本文方法模拟非高斯风场具有较高的精确度和计算效率。     

粤赣高速公路K3边坡光纤监测与数值模拟对比分析

本文采用基于FLAC^3D软件的数值模拟方法,对粤赣高速公路K3边坡工程锚杆的应力应变状态进行数值模拟,分析了全长粘结式锚杆的荷载传递机理;根据运用基于自发布里渊背向散射原理（BOTDR）的分布式光纤应变传感技术对锚杆的轴向应变进行的监测数据,分析了工程锚杆的变形特征。数值模拟与实测数据的对比分析表明,模拟曲线与监测曲线反映的工程锚杆的变形特征具有较高的一致性,验证了应用FLAC^3D有限差分软件模拟锚杆。框架体系应力应变特征的合理性,以及基于BOTDR的锚杆应变分布监测的可行性。     

基于槽波的TVSP超前探测方法:可行性研究

针对隧道工程中TVSP（Tunnel Vertical Seismic Profiling）方法不适合于煤矿巷道超前探测的问题,介绍了煤矿巷道中的槽波TVSP超前探测方法原理和实现过程.通过理论和数值模拟证明：（1）当采用垂向集中力源（z方向）激发地震波时,地震波场z分量受到巷道影响较小,且主要为Rayleigh型槽波,较为适合槽波超前探测;（2）采用传播相对稳定且易于识别的槽波埃里相峰值时间代替传统TVSP方法中体波的初至走时时间,能够较准确地确定断层在掌子面前方位置和断层角度;（3）当断层与巷道掘进方向夹角较大时,断层交点位置（断层线与巷道掘进方向的交点）具有很好的定位精度,但角度误差则会较大;当实际断层交点位置距离迎头较远时,断层交点位置定位精度会下降,但角度误差则影响较小;（4）基于槽波的TVSP方法对观测系统要求不高,数据处理过程简单,计算量小.     

三角谱元法及其在地震正演模拟中的应用

谱元法（SEM）是基于有限元（FEM）的一种算法,在地震正演模拟中应用广泛,但是大部分研究都是基于四边形网格下的谱元法.本文给出了2阶谱元法在三角网格中（TSEM）的基本原理,包括Lagrange形函数的构建,数值积分公式的选取.在此基础上,分析了2阶TSEM方法的数值频散特性以及稳定性条件,并引入三角网格下3阶有限元方法进行分析对比,数值算例的结果证明2阶TSEM相比于3阶FEM具有更高的计算精度,以及更宽松的稳定条件.最后,本文将TSEM方法应用于中国西部地区的两个含溶洞介质的地质模型中,数值模拟结果表明TSEM方法能够有效地模拟复杂结构的介质,有助于对地震波场传播特性的认识.     

帕克菲尔德断层模型的压磁场

对适用于加州帕克菲尔德附近的圣安德烈斯断层上中强地震（Ｍ￣６）地震不稳定模型,计算了作为时间和地面位置函数的理论压磁场。不稳定模型对一个３２ａ地震轮回的所有时段模拟断层滑动和应力,其中包括失稳（主震）滑动。当该断层的一个近乎闭锁的断块受周围非地震滑动的作用变得充分承载以致于达到快速破裂的条件时,就会发生主震滑动。使用基于类似于应变核的压磁核的解析法,直接由断层滑动计算了压磁场。在地震间隔期间,闭锁     

三十年来我国地磁和高空物理学的进展

本文对三十年来我国地磁和高空物理学的进展,作了较系统的评述,分下列14个方面:（1）地磁台的建设,（2）地磁测量和中国地磁图,（3）地磁短期变化和磁暴预报,（4）岩石磁性、古地磁和考古地磁,（5）大地电磁勘探和有关的工作,（6）磁法勘探及推断方面的发展,（7）地磁地电仪器的研制,（8）震磁关系的探索和理论研究,（9）日地关系若干统计分析,（10）高层大气结构和臭氧层测定,（11）关于电离层的探测和分析研究,（12）磁层结构和扰动,（13）宇宙线强度变化的测定和研究,（14）简短的回顾和展望。     

香港海啸监测及警报系统的发展

地震监测、海啸数值模拟和海平面监测是监测和预报海啸的主要工具。为了有效监测南海北部可能发生的地震海啸,香港天文台（HKO）正在香港筹建一个宽频地震站,同时通过太平洋海啸警报及减灾系统（PTWS）的框架取得美国加州综合地震网（CISN）显示系统的实时地震信息,并通过世界气象组织（WM0）的全球通信系统（GTS）接收南海和西北太平洋的验潮站和海啸浮标数据以监测海面的波动情况。香港天文台通过联合国教科文组织（UNESCO）政府间海洋学委员会（IOC）取得海啸漫滩模式交换计划（TIME）下的海啸数值模式,把香港本地的高分辨率水深和地形数据融合在模式之内,并利用这个模式计算南海多处地区在不同地震情景下的海啸传播,为海啸预报提供重要的参考数据。     

用网络式盆地模拟结果预测柴达木盆地的油气远景

将柴达木盆地内第三系沉积岩分布区用１０ｋｍ×１０ｋｍ的网络覆盖，得到７０３个数据采集网点．每个网点输入地层结构、泥质岩百分比和地表热流作为模拟的初始参数，应用网络式盆地模拟软件，对沉积埋藏史（Ｂ）、地层受热史（Ｔ）和油气成熟史（Ｍ）进行同步模拟（简称Ｂ－Ｔ－Ｍ模拟）．Ｂ－Ｔ－Ｍ软件具模块式嵌装结构，可直接给出模拟结果的图形输出，包括：１．单个网点的三史演化图；２．任意走向的二维发展剖面图；３．网点覆盖区内的二维平面分析图件．这些分析图件结合生油岩系的有机质丰度条件，成功地对全盆地的油气资源远景进行了分区预测．     

利用区域数字化地震台网速度记录仿真加速度时程的研究与应用

研究了利用区域数字地震台网CTS1-EDASC24速度型甚宽频带地震仪和FBS3-EDASC24速度型宽频带地震仪的速度记录仿真加速度时程的有关技术与应用问题,其中包括：仿真方法的选取,仪器性能和仿真参数的分析,仿真加速度时程与SLJ100-GDQJⅡ加速度型强震仪记录结果的比较,福建及邻近地区所选用地震的仿真加速度时程（1998-07-2008-07）,仿真结果在合成场地设计地震波中的应用等方面,并提供了具体的应用算例。     

地震烈度表的運用問題

確立地震烈度的標準問題,迄今尚未能够很好地解決,許多不同的情况尚待研究,模型試驗還須要做,然而我們不能等待,國家大規模的建設,正在進行,馬上就需要地震資料,來確定必要的抗震措施,使建立在地震區域內的人民事業得到適當的安全。這個安全係數不能偏於保守,亦不能偏於冒險,在尚沒有很好的科學標     

泉州地震台数字地震仪的监测能力分析

为了解泉州台数字地震仪对全球地震的监测能力,利用目前各类仿真记录的震级计算公式及近年泉州台台基的地动噪声有效值,结合各区域震相识别经验等设定了可检测地震的首至P波震相振幅、S波和面波的最大振幅与台基地动噪声有效值的比值,并分别计算和分析了泉州台甚宽频带数字地震仪仿短周期(DD-1仪)记录的近震监测能力、仿中长周期(DK-1仪)记录的远震监测能力及仿长周期(763仪)记录的远震和极远震监测能力。结果表明在100 km、1 000 km、130°和全球范围内,一般可分别可监测到ML1.5级、ML3.7级、MS6.1级和MS7 6.1级的地震。有关研究结果对寻求提高泉州台测震观测质量的技术途径等方面具有实际的意义。     

我国地震勘探研究进展

综述了中国地球物理学会成立50年来我国地震勘探事业及其研究工作的进展．研究进展主要包括：（1）探测地质体几何结构的进展；（2）探测地质体物性结构的进展；（3）复杂结构勘探研究进展；（4）精细结构勘探研究进展；（5）岩性勘探研究进展．     

降低辐射剂量在下肢CTA中的可行性探讨

目的：比较多层螺旋CT（MSCT）不同的螺距（Pitch）与不同的球管旋转速度（s/r）优化搭配在下肢CTA中的图像质量与辐射剂量。资料与方法：前瞻性选择2012年至2013年间临床拟诊为下肢动脉血管病变的患者90例,根据不同的螺距与不同球管旋转速度优化搭配随机分为3组（n=30）,A组：螺距0.516、0.6 s/r;B组：螺距0.984、0.8 s/r;C组：螺距1.375、1 s/r;均采用相同的kV、mAs、注射速率、对比剂量及浓度行对比剂追踪手动触发扫描。扫描结束后记录CT容积剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP）、射线有效利用率（Dose）及扫描时间（To-time）。将3组的图像质量、辐射剂量及扫描时间采用方差检验（F）进行统计学分析。结果：3组的平均扫描时间分别为（30.30±0.54）s、（21.30±0.44）s、（19.30±1.48）s,之间的差异具有统计学意义（P〈0.05）,C组的扫描时间最短;DLP分别为（4 002.35±71.56）mGy.cm、（2 106.25±62.14）mGy.cm、（1 534.08±106.50）mGy.cm,3组之间的差异亦具有统计学意义（P〈0.05）;3组的ED分别为68.06 mSv、35.81 mSv、26.08 mSv,B组比A组的每位患者ED降低了47.37%（32.23/68.04）,C组比A组的每位患者ED明显降低了61.67%（41.96/68.04）、C组比B组降低了27.17%（9.73/35.81）,3组之间的差异具有明显统计学意义（P〈0.01）;3组在腹主动脉远端、双侧髂外动脉、腘动脉、胫前动脉处的平均CT值为300.35 Hu、302.49 Hu、307.09 Hu,之间的差异不具有统计学意义（P〉0.05）,重组血管清晰度及显示血管节段数均具有较好一致性;3组的Dose分别为94.94%、95.61%、95.61%。结论：3组的图像质量均达到诊断要求,但螺距1.375、1 s/r搭配可以明显降低患者的辐射剂量,值得临床推广应用。     

地震勘探问题的一种新模型及其算法

本文针对地震勘探中对地层介质的识别问题,提出了一种新的数学模型:用双曲型方程Cauchy问题代替混合问题。得到一种逐层递推的快速反演算法,取得了较好的计算效果。