汶川地震前的b值变化

Gutenberg-Richter定理给出了地震频度随震级的分布特征.大量研究表明频度-震级关系的斜率（b值）在大地震孕育的过程中会出现减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征,本文尝试基于破裂断层选取研究区域,考察了2000年1月至2008年4月间,汶川地震（M_S8.0）破裂区的地震活动性,并对该区域b值的变化进行了探讨.结果表明,在2005年中至2006年底,地震月频度及季度频度有一个较明显的下降.b值从2002年始至地震前呈现出一个长期趋势性减小;在地震前约半年,出现快速、显著的下降.b值的这一时间变化特征与其他研究者报道的日本东北M_W9.0级地震前的b值变化特征具有很高相似性,可能反映了大地震准备过程中的应力变化.以上结果有益于认识和理解大地震孕育演化过程,同时也表明b值在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.     

基于萤火虫和蝙蝠群智能算法的瑞雷波频散曲线反演

反演瑞雷波频散曲线能有效获取地层横波速度和厚度.但由于其高度的非线性、多参数、多极值等特点,传统的全局搜索方法易出现收敛速度慢、早熟收敛及搜索精度低的问题.鉴于此,本文提出并测试了基于萤火虫优化算法（FA）和带惯性权重的蝙蝠优化算法（WBA）的新的瑞雷波频散曲线反演策略.在瑞雷波频散曲线反演中,FA全局搜索能力强,但后期搜索精度低,而WBA局部搜索能力强,搜索精度高,但易出现早熟收敛.故本文将二者结合,提出了一种新的优化策略,称其为WFBA,即在反演前期使用FA,后期使用WBA,很好地解决了FA后期搜索精度低及WBA早熟收敛的问题.本文首先反演了三个典型理论模型的无噪声、含噪声的数据,验证了WFBA对瑞雷波数据反演的有效性与稳定性.然后将WFBA与WBA、FA单独反演以及不含惯性权重的FBA和粒子群优化算法（PSO）反演的结果进行了对比,说明了WFBA相对于WBA、FA、FBA和PSO具有更稳定、收敛速度更快、求解精度更高等优点.最后,反演了来自美国怀俄明地区的实测资料,检验了WFBA对瑞雷波数据反演的实用性.理论模型试算和实测资料分析表明,WFBA很适用于瑞雷波频散曲线的定量解释,具有很高的实用性价值.     

各向异性介质的矢量波场分离与应用

针对裂缝各向异性介质,本文提出一种非正交假设下的矢量波场分离方法.本文首先对多分量地震勘探中常见的波型泄漏现象进行了数学描述,提出在纵、横波波场分离的同时应该考虑恢复纵、横波的矢量振幅.为了对裂缝方位角与各向异性系数进行定量预测,本文将矢量波场分离拆分成三个步骤来实施：第一步,用Z、R两分量的仿射坐标系变换分离ZR平面内的P波投影与SV波;第二步,用ZR平面内的P波投影与T分量的仿射坐标系变换分离P波与SH波;第三步,用纯净的SV波与SH波的成像剖面分离快慢横波,并预测裂缝发育参数.模型数据与实际数据的试验结果表明,本文提出的纵、横波波场分离方法能够获得完整的矢量振幅信息,并提供裂缝预测的精度.     

联合概率法在合并相邻台网地震目录中的应用:以2014年鲁甸序列为例

中国目前实行的区域地震台网独立运行机制,使得在相邻不同台网的交界地区可能存在多个版本的地震目录和震相观测报告,影响了地震活动性分析与研究.为此,本文提出了一种基于联合概率的方法,可标明两个或多个相邻台网目录中相同的事件,合并它们的震相数据开展重新定位,并重构不同台网交界地区的统一地震目录.该方法的思路与分析步骤是：首先,计算获得不同台网之间具有最小发震时刻差异的两两地震的时空强差异分布,查找并剔除独立地震,计算事件合并的联合概率;其次,基于联合概率分析合并不同台网的地震目录和震相观测报告,对合并事件进行重新定位和定位误差分析,并基于G-R关系检验重构目录的完整性.本文以2014年鲁甸地震序列为例的初步应用结果显示,震相合并之后的地震定位精度相比之前单个台网的结果,特别是相比四川台网的目录,定位精度提高非常显著,合并后的目录与之前相对完整的云南目录接近,但相比由两个台网目录简单拼凑而成的目录更加准确.此外,研究还发现在目录合并过程中,对于4级以上的中强震,应选择M_S而不是以M_L震级标度;震相合并后被复用台站记录的到时信息可用于检测不同台网间的震相拾取是否存在系统偏差.本文提出的方法使得在相邻不同台网的过渡区形成一个统一且尽可能准确可靠的地震目录成为可能.     

CMIP5全球气候模式对中国上空空气静稳日数模拟能力评估

空气静稳日数变化与污染物浓度变化密切相关,评估气候模式对空气静稳日数的模拟能力是进行未来预估的基础.本文利用15个CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project phase 5)全球模式的模拟结果与观测数据,分别计算了1961-2005年逐年中国上空空气静稳日数,并利用统计方法分析了中国上空空气静稳日数的标准差、相对均方根误差、区域平均的时间序列、趋势分布和EOF(Empirical Orthogonal Function)主要模态变化特征,评估了CMIP5模式对中国上空空气静稳日数的模拟能力.结果表明:多模式集合平均结果可以模拟出空气静稳日数由沿海向内陆逐渐增加的分布特征,单个模式对空气静稳日数空间分布的模拟能力相差较大.多模式集合平均可以较好地再现夏、冬季的空气静稳日数.15个模式中,CanESM2和:IPSL-CM5B-LR对中国大部分区域的模拟效果较好,多模式集合平均的模拟能力优于单个模式.与观测相比,多模式集合平均的1961-2005年空气静稳日数年际变化波动较小,多数区域的多模式集合平均的空气静稳日数高于观测值.对于逐年的冬季空气静稳日数,大多数区域的多模式集合平均存在高估.在中国东部和新疆大部,多模式集合平均可以较好的模拟出空气静稳日数变化趋势的空间分布特征,但是数值偏小.多模式集合平均也能较好的模拟出空气静稳日数的EOF1和EOF2特征向量分布型,但对前三个EOF的时间系数序列模拟能力差.     

基于手机位置数据的四川九寨沟7.0级地震人流分析

2017年8月8日四川九寨沟7.0级震后,浙江省地震局利用大数据采集了1031.99万条手机位置记录和4.46万个空间格网位置。本文结合24hr连续定位的手机数据,使用手机位置数据分别对九寨沟灾区人口从时间和地理维度上进行了量化分析,估计了多维人口分布的偏差,同时,探讨了剔除微观误差数据用户来估算灾区通讯基站退服分布的方法。该项工作为震后快速获取灾区人口实时动态分布提供了有效途径,同时也为地震灾害评估提供了较准确的依据。     

2017年8月8日九寨沟MS7.0地震序列分析

2017年8月8日四川九寨沟发生M_S7.0地震,该地震发生在巴颜喀喇块体的东北边界,震中区域构造条件复杂,是巴颜喀喇块体北侧左旋走滑环境向东侧逆冲挤压环境过渡的位置,附近地区历史强震较多。九寨沟地震是一次主-余型地震,余震活动水平较弱,主震发生后短时间内M_L≥4.0余震的“等待时间”存在异常,震后较长时间余震活动恢复到正常状态,序列h值、余震视应力等符合主-余型序列特征。序列b值为0.84,G-R关系推测序列最大余震的震级约为M_L5.4（M_S5.0）,8月9日发生的M_S4.8地震是目前该序列的最强余震。通过与1970年以来附近地区7级左右地震序列的对比认为,九寨沟地震与1976年松潘-平武2次7.2级地震序列在余震空间位置、发震构造和震源机制等方面存在较大差异,因此,不具备发育为震群型序列的条件。九寨沟地震主震视应力为0.36～0.38MPa,属于应力下调模型,序列余震的平均视应力水平接近龙门山断裂带附近中小地震的平均背景水平。     

Seismic data reconstruction using a sparsity-promoting apex shifted hyperbolic Radon-curvelet transform

Apex shift hyperbolic Radon transform (ASHRT) is an extension of hyperbolic Radon transform (HRT). We have developed a novel sparsity-promoting framework for ASHRT by employing curvelet transform (CT) in the sparse inversion. RT-based seismic data processing can be considered as an optimization problem and a mixed norms inversion, therefore, objective function with CT can promote the sparsity of the transformed domain, which makes the sparse inversion more efficient. Compared with the conventional sparse inversion of ASHRT, the proposed method weights the sparse penalization, which indicates a sparser solution of ASHRT. We use synthetic and field data examples to demonstrate the performance of ASHRT. Compared to the conventional solution, the ours may lead to more accurately reconstructed results and have a better noise immunity.     

Spatiotemporal variations of suspended sediment transport in the upstream and midstream of the Yarlung Tsangpo River (the upper Brahmaputra), China

The Yarlung Tsangpo River, which flows from west to east across the southern part of the Tibetan Plateau, is the longest river on the plateau and an important center for human habitation in Tibet. Suspended sediment in the river can be used as an important proxy for evaluating regional soil erosion and ecological and environmental conditions. However, sediment transport in the river is rarely reported due to data scarcity. Results from this study based on a daily dataset of 3 years from four main stream gauging stations confirmed the existence of great spatiotemporal variability in suspended sediment transport in the Yarlung Tsangpo River, under interactions of monsoon climate and topographical variability. Temporally, sediment transport or deposition mainly occurred during the summer months from July to September, accounting for 79% to 93% of annual gross sediment load. This coincided with the rainy season from June to August that accounted for 51% to 80% of annual gross precipitation and the flood period from July to September that accounted for approximately 60% of annual gross discharge. The highest specific sediment yield of 177.6 t/km²/yr occurred in the upper midstream with the highest erosion intensity. The lower midstream was dominated by deposition, trapping approximately 40% of total sediment input from its upstream area. Sediment load transported to the midstream terminus was 10.43 Mt/yr with a basin average specific sediment yield of 54 t/km²/yr. Comparison with other plateau‐originated rivers like the upper Yellow River, the upper Yangtze River, the upper Indus River, and the Mekong River indicated that sediment contribution from the studied area was very low. The results provided fundamental information for future studies on soil and water conservation and for the river basin management. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

安徽寿县丁家孤堆遗址自然变形遗迹的发现及特征初探

古遗址、古墓地发掘过程中自然变形现象的识别研究是反演或充实最新构造变形历史记录的重要工作。地震部门会同文物考古部门对安徽寿县丁家孤堆遗址文化层进行宏、微观研究,发现了自然变形痕迹,其主要表现为文化层被砂脉穿切,初步研究显示为地震液化遗迹,发生时代处于龙山晚期至西周时期。研究有助于推动中国东部文化层中地震遗迹的识别。