湖北省水管倾斜仪观测数据变化特征

采用2003—2015年湖北省数字化地壳形变地倾斜潮汐分钟值资料,利用潮汐与非潮汐分析方法,对地壳形变观测对各影响因素的响应特征进行分析,结果表明,倾斜潮汐观测资料日均变化幅度、M2波潮汐因子均方差、长周期拟合相对噪声水平等指标变化稳定,均达中国优秀台站观测水平,观测资料可信度高。     

河北地区地电场观测数据地电暴变化特征

选取河北省6个地电台站地电场观测数据,分析地电场静日和地电暴期间的波形变化,讨论地电暴期间不同台站之间急始脉冲和急始变幅差异性,认为:地下介质不均匀性造成地电暴急始脉冲相位不同;地电暴急始变幅差异与观测台址表层电阻率大小关系密切。应用最大熵谱方法提取频谱成分,发现地电暴日高频短周期成分更加丰富,优势周期约1.6 h。     

基于GOCI数据的太湖蓝藻垂向迁移特征及关键影响因素

蓝藻水华频繁暴发是太湖面临的主要环境问题之一,蓝藻聚集上浮是表层水华形成的前提。为探究蓝藻垂向迁移与水华日变化之间的关系,阐明蓝藻垂向迁移的关键影响因素,基于2015-2020年地球静止海洋彩色成像仪(GOCI)数据,分析了太湖不同湖区蓝藻水华日变化过程,发现太湖蓝藻水华垂向迁移的日变化主要呈现上升、下降、先上升后下降三种类型,且不同湖区存在差异。统计分析和偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)结果表明,水环境因子对蓝藻垂向迁移过程影响较小,累积光辐射是驱动蓝藻垂向迁移的主要气象因子。气温升高有利于蓝藻持续维持上浮能力,前一天风速较大且当天风速较小会加速蓝藻上浮。相较于沿岸湖区,湖心区受累积光辐射、风速的影响更大,蓝藻水华日变化过程更剧烈。本研究水环境因子数据为逐月数据,为深入探究水环境因子对蓝藻垂向迁移的影响后续还需进行高频监测研究。本文结果有助于探明浅水湖泊蓝藻水华形成机制,为富营养化湖泊蓝藻水华预测预警及治理提供理论支撑。     

基于时间序列MODIS影像的鄱阳湖丰水期悬浮泥沙浓度反演及变化

悬浮泥沙浓度是描述水质的重要参数之一,获得其在空间和时间上的分布信息对于理解、管理和保护湖泊生态系统是必要的.此研究旨在建立基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的鄱阳湖悬浮泥沙浓度反演模型,并利用建立的模型反演2000-2007年鄱阳湖丰水期的悬浮泥沙浓度,分析其在时间和空间上的变化特征并对引起这些变化的原因进行讨论.研究结果揭示:MODIS Terra影像红波段与悬浮泥沙浓度具有显著的相关性(R2=0.92,s.e.=12.02mg/L,F=154.30,P<0.001),可以用于鄱阳湖丰水期悬浮泥沙浓度的反演;自2000-2007年间,鄱阳湖悬浮泥沙浓度呈明显的时间和空间分布特征,在南部水体悬浮泥沙浓度无明显变化,在北部呈增加趋势,而中部水体泥沙浓度波动较大;鄱阳湖北部的采砂活动是导致此区域悬浮泥沙浓度增加的主要原因,其与长江江水倒灌鄱阳湖共同作用引起鄱阳湖中部泥沙浓度的波动,抚河、信江和饶河输沙量的非显著变化也导致南部鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度的非显著变化.     

山西夏县中心地震台大地电场观测数据变化特征初探

处理、分析近年来山西夏县地震台大地电场观测数据发现,该台地电场正常日变化形态呈现"双峰双谷"特征;存在"单谷单峰"的年变化特征;对地磁暴反应明显;对山西地震带距台站300 km范围内发生的较强地震,震前存在较为明显的异常信息。该研究为正确分析、运用夏县台大地电场观测数据提供基础。     

天文观测极移运动周期变化的原因解析

宋贯一（1991,2006）相继发现日-地之间存在一种奇特的能量（动量）相耦合的自然现象:当太阳辐射光压作用于地表之后,地球表面物质的特殊物理性质会自然地把太阳辐射光压立刻分解为两部分,即P₁和P₂.其中P₁为全球各纬度带内单位海洋和陆地表面接收到的等值光压（P₁为随时间和纬度而变化的变量）.在一个回归年的时段内,由P₁在北、南两半球上的不平衡分布激发自转轴摆动,引起转动惯量的变化（该变化是目前所了解到的地球转动惯量的最大变化）并产生极移,该项极移运动的周期为12个月左右.由于P₁在北、南半球上的分布相对赤道是基本对称的和规则的,P₁对自转轴摆动的激发可称谓“规则性激发”;P₂为全球各纬度带内单位陆地和海洋表面接收到的光压值之差（P₂为随时间和纬度而变化的变量）.在一个回归年的时段内,由 P₂在北、南两半球上的不平衡分布激发自转轴摆动而产生的极移运动周期为14个月附近.由于P₂在北、南两半球上的分布相对赤道是不对称和不规则的, P₂对自转轴摆动的激发可称谓“不规则性激发”.这种天然存在的力源,恰恰是近百年来世界各国研究地球自转的地球物理学家渴望寻找的那种既能激发自转轴产生自由章动、又使其摆动含有两个不同周期（12个月和14个月）的激发力源.正是这一奇特自然现象的发现,才使长期以来困扰地球物理学领域内的极移、极移所包含两个周期的涨落变化及由此引起的地球自转速度变化等自然之谜得以破解成为可能. 本文作者仅对天文观测的极移运动周期及其极移运动所包含的两个周期分量在一定的范围内变化的成因作出了详细的解析,并得出如下结论： （1）极移运动主要是由太阳光压P₁ 和P₂共同激发引起的.天文观测的极移摆动周期的涨落变化是太阳光压（P₁＋P₂）激发自转轴摆动过程中,在空间上自转轴的摆动中心相对自转轴中心（地心）移动造成的,涨落范围在395～403±2天之间,即天文观测的极移运动的实际计算周期应在13.0～13.3个月之间变化.（2）极移所含的周年期摆动是由太阳光压P₁激发的.天文观测的周年期摆动周期涨落很小,变化于365.24～365.53天之间.在一个回归年内,由于日-地间距离的变化,使地球表面接受到的太阳辐射光能产生微小差异则是造成观测的周年摆动周期稍有拖长的原因.（3）极移所含的钱德勒摆动周期是由太阳光压P₂激发的.天文观测的钱德勒周期涨落较大,变化于426～437±2天之间,即实际计算周期应在14.0～14.4个月之间变化.观测的钱德勒摆动周期的变化是太阳光压P₂激发自转轴摆动过程中,在空间上自转轴的摆动中心相对自转轴中心（地心）移动造成的.上述的定量解析数据均得到实际观测资料的验证,为极移光压成因理论的正确性提供了具体详实的证据.     

基于Landsat TM/ETM+数据提取巢湖悬浮泥沙相对浓度的信息与空间分布变化

悬浮泥沙是重要的水质参数之一.应用遥感技术监测悬浮泥沙,学者们提出了众多的悬浮泥沙遥感的经验模型和推导模型.但在缺乏大气参数或没有足够实测数据的情况下,这些模式的精度和准确性得不到保证.针对这种情况,以巢湖为实验区,对三景的巢湖卫星遥感数据进行了如下的数据处理:(1)利用内部平均相对反射率法进行图像的大气校正,得到的相对反射率与真实反射率具有相似的波谱特征;(2)对图像进行了水体提取、二值化、掩膜处理,并通过湖泊泥沙指数SI=(TM2 TM3)/(TM2/TM3)提取了TM数据下的泥沙信息,得到水体含沙量图;(3)按照本文提出的基于遥感图像的不同浓度等级泥沙的划分依据,在泥沙指数图上进行密度分割处理,得到了巢湖泥沙相对浓度分布图.在上述的处理基础上,利用谱间关系法对巢湖水体进行准确提取;结果表明,与实测资料对比,巢湖泥沙相对浓度分布与验证数据一致,实测数据和SI值相关系数为0.89(置信度水平在0.001),表明泥沙指数方法可以直观和定量地反映悬浮泥沙相对浓度的分布与变化;研究结果显示,1987-2000年间,巢湖高浓度悬浮泥沙范围增大了约1.5倍.通过影像差值图清楚地识别出变化区域,主要位于西湖的中心、河口入湖区和东湖的南岸,这种变化的最主要原因是由于各入湖河流携带的大量悬浮泥沙进入水体,其次是岸坡崩塌物形成的.     

岩体体应变连续观测数据的干扰周期分析

本文通过岩体体积应变连续动态观测数据的干扰周期分析,以消除长周期干扰影响。进一步排除固体潮汐变,可统计噪声水平和检测体应变短期异常信息。通过解剖卓越干扰周期,采取相应防治措施,有利于提高数据观测质量。     

成都台重力观测数据变化分析

本文通过对成都台重力仪器数据去掉固体潮汐理论值、去掉气温、气压、地下水的干扰因素来讨论重力观测曲线的变化。分析导致重力观测年变异常的因素。     

长江中游的泥沙淤积问题

长江上游年产泥沙5.12×10⁸ t, 经宜昌输入中游, 长江中游干流及各支流年产沙约 0.80×10⁸ t. 这两部分中约1.24×10⁸ t沉积于中游河湖中, 4.68×10⁸ t经大通输入下游, 沉淤于河道及长江三角洲或入海. 长江中游的泥沙, 总体是淤大于冲, 但是冲淤的地理分布、时间段分布和河床断面分布不均衡. 长江干流的宜昌-城陵矶段、九江-大通段冲大于淤或冲淤平衡. 淤积主要发生在长江干流以武汉为中心的螺山-武汉-黄石段以及洞庭湖区和鄱阳湖区. 即使在主要淤积江段, 也有局部时段和江段以冲刷为主. 主泓所在的河槽以冲刷为主, 而河道两侧或河道之间的洲滩, 则以淤为主, 形成高而平的漫滩, 往往被人为改造成圩垸. 荆江以北的江汉平原因有大堤从长江隔开, 只有汉水少量泥沙供应, 冲淤量很小, 再加上构造沉降的累计效应, 其地面高程绝大部分低于干流洲滩数米. 螺山-武汉-黄石段的淤积导致该段及以上江段洪水位抬高. 干流断面冲槽淤滩使长江中游河道的典型形态呈深河谷、高漫滩, 靠干堤保护堤内平原. 这种断面在洪水时成为在同等水量下, 水位不断抬高的原因. 高水位要高堤防来防堵, 这就增加了堤防压力、水头压力, 容易导致管涌、渗漏等险情. 堤外滩及洪水位与构造沉降的堤内平原间的高差不断增大. 三峡工程建成后, 水库拦沙及中游河道冲深, 可使同流量下水位大幅度降低, 但城陵矶-武汉段冲刷量很小, 不能解决该段及以下江段的泥沙淤积问题, 因此江汉平原因相对于洪水位地势过低而造成的洪涝灾害及相关环境问题, 仍将是中游长远的重大隐患.     

蓟县垂直摆观测数据变化分析

蓟县垂直摆NS向2007年10月出现加速南倾异常变化,持续近2年,2009年11月开始转向加速北倾,此时,垂直摆EW向也出现东倾加速变化,针对垂直摆的异常变化,展开异常的落实与判定.本文在总结该测项数据年变形态基础上,分析了观测过程中可能存在的干扰源,与气温、库容做了相关分析、并结合同台址水管倾斜观测资料,最终判定蓟县...     

基于GPS观测数据研究芦山地震前震区电离层变化

利用四川省雅安地区附近的7个基准站、4个IGS站的GPS观测数据以及SP3精密星历数据,对芦山震区震前和震后连续20 d的TEC进行了联合解算,再通过滑动四分位距方法进行进一步分析,发现了震前震区上空电离层存在TEC异常。     

基于JPL-GIM数据研究昆明地区VTEC的变化特征

利用下载的JPL-GIM（Jet Propulsion Laboratory-Global Ionosphere Map,美国加利福尼亚喷气动力实验室全球电离层地图）数据,分析了昆明地区2001—2012年VTEC（Vertical Total Electron Content）随时间变化的特性。结果表明,春、秋、冬三季的VTEC平均最高值均出现在“08:00UT”,而夏季的VTEC平均最高值出现在“10:00UT”,四季的VTEC平均最低值出现在“22:00UT”;VTEC变化存在季节异常,即春、秋季节高,夏、冬季节低;昆明地区的VTEC在2001—2009年呈现出逐渐下降的变化趋势,自2010年开始逐渐增强,年际变化与太阳活动及地磁活动变化的趋势呈现出较好的对应关系,且VTEC变化与太阳活动存在较强的相关性,其相关系数达到了0.8以上,而与地磁活动则显示出了相对较弱的相关性。     

洱源台观测环境条件变化对形变观测数据的影响

2007—2019年洱源台洞体应变及辅助硐室温度的长期观测数据中存在明显的分段特征,通过多测项数据对比、日志追踪、现场调查等方法分析查找导致数据分段的近场环境事件。结果表明:近场环境的某些细微变化能够引起形变观测数据振幅、频率、组分、稳定性的变化,导致前后数据的不一致,从而影响观测数据的稳定性。因此,必须尽可能保持近场环境恒久不变以确保观测数据的长期稳定性,从而避免前后数据可比性降低影响前兆数据在中短期地震预测中的应用价值。     

基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST（Robust Satellite Technique）算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_S8.1和5月12日M_S7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法：（1）对于NOAA卫星,4月15日在M_S8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_S7.5地震震中以东约200 km发现异常;（2）在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.

     

蚌埠台水氡观测数据变化分析

对蚌埠地震台2020年4月15日以来出现的水氡数据转折下降—恢复上升的变化趋势进行分析,文章通过环境调查、气象因素对比、抽水取样化验后和研究得出:本次水氡变化与气温水温呈正相关关系,相关性显著,气温引起水温的变化,进而引起气体的溶解度和脱气率改变,从而引起水氡测值的变化。结合往年震例分析结果认为,气温可能不是引起水氡测值下降的单一因素,应该是环境干扰与地震前兆信息共同作用的结果,而水氡与气温之间的相关系数降低,与周边发生地震有一定的关联性。     

基于高频次GOCI数据的太湖悬浮物浓度短期动态和驱动力分析

总悬浮物是水体中重要的光学敏感物质之一,很大程度上决定了水柱中光的吸收、散射和衰减,同时吸附营养盐、重金属和有毒有害物,对水体物质生物地球化学过程、沉积物埋藏动力和湖泊环境演化具有重要的意义.基于星地同步实验和静止水色成像仪GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)构建了太湖悬浮物浓度估算模型,并分析了典型风浪过程中太湖悬浮物浓度短期动态变化过程.研究表明:对太湖水体悬浮物浓度较为敏感的波段为GOCI的第7波段(745nm)和第8波段(865 nm),悬浮物浓度与对应波段遥感反射率线性相关决定系数分别为0.72和0.55;基于GOCI第7波段的悬浮物浓度单波段遥感估算模型能较为准确地估算太湖的悬浮物浓度,模型相对均方根误差和平均绝对百分误差分别为28.3%和24.4%.通过研究典型风浪过程前后太湖悬浮物浓度变化发现其短期动态变化显著,风速、风向是悬浮物浓度短期动态变化的重要驱动因素,悬浮物浓度与风速呈正比,并随着风向扩散;高频连续GOCI影像结果显示悬浮物浓度短期动态变化对风浪扰动的响应有一定的滞后性,滞后时间为数小时到1天,悬浮物沉降与沉积物再悬浮的临界风速约为3.4 m/s.     

基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。     

浅析井下地磁场观测长短周期变化特征

自然电磁场环境受到日趋复杂的人为干扰,有的地方已经严重影响地面地磁场观测,而井下地磁观测则可以大部分抑制地表干扰。但是,由于井下观测时间短,地磁场的长、短周期变化是否符合当下地球磁场变化规律是一个需要回答的问题。以唐山市滦县深井站、相邻的昌黎台和大连台地磁场观测资料为研究对象,从这3个观测点位的地磁场长、短周期变化进行相互间一致性分析,结果表明,滦县地磁场深井观测长、短周期变化与昌黎台、大连台观测值变化是一致的。     

云南地区观测的舒曼谐振背景变化特征

本文利用云南地区永胜台观测的地磁南北和东西分量开展舒曼谐振的背景变化特征分析.通过提取舒曼谐振各阶频率和功率谱密度的小时均值,分析了前三阶舒曼谐振频率和功率谱密度在分点和至点前后的周日变化特征.舒曼谐振功率谱密度的周日变化与亚洲、非洲和美洲三大闪电活动中心的活跃时段以及观测站相对于三大闪电活动中心的方位密切相关.舒曼谐振频率的周日变化特征更复杂.各阶功率谱密度和频率在夏至和秋分前后的变化幅度比春分和冬至前后大.从2011年舒曼谐振频率和功率谱密度日中值的年变化图中发现,谐振频率随季节变化的特征不明显,而功率谱密度的年度变化曲线呈半周期正弦波形态,以7月份为轴对称分布.功率谱密度的季节变化特征与闪电活动的季节变化特征相一致.南北和东西分量得到的前三阶谐振频率,第一阶约稳定在7.5 Hz.而随着阶数增加,南北分量得到的谐振频率比东西分量约大0.5 Hz.高阶谐振频率发生偏移的原因目前还不清楚.