基于台址构造环境的有限元建模分析—以黔江台为例

为更好地应用形变观测数据、挖掘观测数据的物理含义,本文以黔江台为例,基于台址资料建立有限元模型,并结合仪器工作原理进一步分析观测数据。黔江台的台址构造环境较复杂,长期受到NW向压力的作用,发育大量NE向断层和褶皱,这些对该台站的观测数据均会产生一定影响。关于黔江台形变观测数据的有限元模型分析结果显示,志留纪页岩在压力作用下发生上隆弯曲变形,形成背斜,岩层整体朝SE倾斜,上覆岩层垂向变形大于水平变形,断层和褶皱轴的倾向影响着应力的传递。结合黔江台长期形变观测数据分析,本文认为模型结果合理地解释了压性构造背景下伸缩仪观测结果显示为张性的成因机理,垂直摆倾斜观测数据的长期趋势与模型结果一致,也得到了统一的机理解释,表明台址构造环境的有限元分析,有助于更好地认识和应用形变观测数据,可增强对观测数据物理本质的理解。      

1999年11月29日岫岩Ms5.4地震序列视应力的再研究

利用辽宁省地震局沈阳数字地震台网1999年6月至2000年5月的波形资料,采用两种不同的几何扩散模型,计算了岫岩地震序列的单台和多台平均视应力、差视应力值。分析了1999年岫岩M_s5.4地震序列单台和多台视应力的时间演化特征,比较了两种不同几何模型视应力和差视应力随时间的变化特征以及同一地震的视应力。结果表明:①对于同一地震而言,几何扩散模型得到的视应力值比分三段几何扩散模型的大,考虑能量补偿得到的视应力要比未考虑能量补偿的要大。②该序列视应力的变化特征主要表现为:主震前一段时间视应力水平较低,主震前几天地震视应力水平升高,主震与最大余震期间,视应力处于一个较高的水平,最大余震发生后,视应力逐渐降低,并恢复到震前水平。这表明视应力为预测震后趋势提供了一个有用的依据;③无论是采用球面几何扩散模型还是分三段几何扩散模型,无论是单台视应力结果还是多台平均视应力结果,无论考虑能量补偿与否,在震后趋势的判定上几乎没有差异;④无论是采用球面几何扩散模型还是采用分三段几何扩散模型,差视应力在M_s5.4主震和M_s5.1余震发生前短时间内都具有快速的升高变化过程。     

利用视应力研究强震前亚失稳阶段应力变化特征——以2021年5月21日漾濞MS 6.4地震为例

<正>1研究背景根据中国地震台网中心测定,2021年5月21日21时48分在云南漾濞县发生M_S 6.4强震。震前震源区是否存在应力增强是研究者们的关注点之一。在地震学中常用视应力和b值反映地壳应力水平。已有不少学者发现漾濞地震发生在低b值区域,意味着地震前存在高应力背景。依据岩石实验的新发现,马瑾等(2012,2014)提出亚失稳概念。断层失稳是应力增加达到峰值后转为释放直至产生破裂的过程。进入亚失稳阶段的标志是平均应力从积累达到峰值后转为应力释放。在这个阶段,存在应力减弱的部位,也存在积累的部位,应力积累的部位可能会是未来断层失稳的位置。     

1：5万高精度航磁在新疆高寒深切割地区应用进展

新疆西天山、昆仑—阿尔金等地区大多为高寒山区,地形切割强烈,比高大,开展了1：100万航磁测量,并获得了丰富的磁异常信息,是新疆寻找磁性矿产的主要地区之一。限于航空磁测规范要求一直为1：5万航磁的禁区,加上地面磁测困难,影响了磁测作用的发挥。在大量正演模拟的基础上,选择典型矿床开展了不同飞行高度的对比飞行,异常显示清晰。在当前磁测仪器发展和磁补偿技术和定位精度极大提高的基础上,选择西天山、昆仑—阿尔金等不同地貌景观、不同成矿地质背景和地球物理条件区进行测量,已完成测量面积7万km2,揭示的磁场特征清晰,背景干扰小,局部异常明显,地面磁测、矿产勘查成果与航磁成果对应性好,说明较大飞行高度大中比例尺航磁在深切割山区工作的有效性。为西部地区开展上述工作积累了经验,建议在当前技术经济条件下值得推广使用。     

2—5月我国低温连阴雨和南方冷害时空特征

利用1951-2007年25月我国546个站逐日平均气温和24h降水量观测资料以及南方早稻区代表站日照时数观测资料,定义了全国统一的低温连阴雨标准和早稻区低温冷害标准,并采用统计分析方法,给出了1951—2007年2—5月我国低温连阴雨和低温冷害的时空变化特征。57年中,2—5月低温连阴雨平均日数以四川盆地、贵州、江南西部和华南最多。2—5月,低温连阴雨日数呈现由长江以南向黄河流域逐渐增加且范围扩大的特征。各月低温连阴雨日数20世纪50年代较少,1997年后呈现显著减少的趋势。1963-1996年,各月低温连阴雨日数的EOF第1特征向量呈现出月际反相变化,并有年代际振荡特征。对于各地区的早稻播种而言,1951年以来,四川盆地和长江中下游地区低温冷害较华南地区偏多、偏重,但2000年以来各早稻区的低温冷害都在减少,早稻区低温冷害存在显著的年际和年代际周期振荡特征。     

BP-CCA方法用于中国冬季温度和降水的可预报性研究和降尺度季节预测

使用变形的典型相关分析(BP-CCA)方法,基于交叉检验的结果建立了东亚冬季500 hPa大尺度环流和中国冬季温度、降水的最优BP-CCA降尺度预测模型,并在此基础上进行了中国冬季温度和降水的可预报性研究,表明用东亚冬季500hPa高度场降维后的大尺度环流来解释中国冬季温度,平均距平相关系数(ACC)为0.7左右,最高可达0.9,解释中国冬季降水的平均ACC为0.3左右,最高可达0.7,温度的可预报性远高于降水,且二者的可预报水平存在明显的区域差异。可预报性研究表明东亚冬季500 hPa大尺度环流异常与中国冬季温度、降水异常有密切的联系,BP-CCA方法可以很好地揭示大尺度环流与温度、降水的内在联系,并且物理意义清晰。在东亚大尺度环流系统中,东亚大槽和西太平洋副热带高压是影响中国冬季温度、降水异常的重要系统。进一步利用国家气候中心海气耦合模式(CGCM/NCC)回报和预测的500 hPa环流场和BP-CCA方法对温度和降水进行降尺度预测应用,对温度和降水的预测效果明显高于模式直接输出的结果,而且对温度预测的改善高于对降水的改善。对模式预测的环流进行EOF(经验正交函数)分析,表明BP-CCA方法对降尺度要素预报的可预报性来源于CGCM/NCC对500 hPa高度场主要大尺度特征的模拟能力较好。     

月尺度动力模式产品解释应用系统及预测技巧

从短期气候预测业务面临的实际问题出发,针对月尺度气候预测,利用国家气候中心月动力延伸预报(DERF)模式资料,开发了集多种统计预测方法、多种解释应用技术于一体的业务系统。利用该系统的多种预测方法对广西88个站点2005-2008年6月降水距平百分率的独立样本检验结果表明:在解释应用方法中,基于模式输出统计假设方法(MOS)的预报结果优于完全预报法(PP);利用预测站点附近的环流关键区构建的预测因子预报效果最好;经验统计函数法(EOF)和动力与统计相结合的解释应用方法的预测准确率较高且较稳定;同时满足模式预测资料中预测因子和预测对象的高相关关系,以及再分析资料中预测因子和预测对象之间高相关关系确定关键区,并在此基础上建立预测模型的预测效果更佳。解释应用预测准确率一般都在70分以上,高于传统的物理统计预测结果。     

2010年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

为了及时总结气候异常发生的成因,提高气候预测准确率,本文利用历史和实时观测资料以及物理机制诊断等方法,对我国2010年气候异常的成因进行了初步分析.结果表明,2010年是进入21世纪以来气候最为异常的一年.海洋异常特征主要有:2009年6月至2010年4月,赤道太平洋发生一次中等强度的厄尔尼诺事件,2010年7月又迅速进入拉尼娜状态;而热带印度洋海温距平的发展经历了全区一致型暖海温异常和负偶极型海温模态两个阶段;北大西洋海温距平表现为"三极子"型特征.受海温异常强迫和海气相互作用的影响,北半球大气环流的主要特征有:西太平洋副热带高压在10月之前受厄尔尼诺影响而异常偏强偏西,之后受拉尼娜影响而异常偏弱偏东,副高脊线位置也表现出明显的阶段性特征;夏季中高纬地区出现明显的阻塞形势;南海夏季风为1951年以来最弱的一年,东亚夏季风也异常偏弱.此外,2009/2010年冬季北极涛动出现近60年来最强负异常.在海温异常强迫和大气内部动力过程共同作用下的环流异常是造成2010年中国气候异常的主要原因.     

2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害分析

2008年1月10日至2月初,我国发生了大范围低温雨雪冰冻灾害,其主要特征为灾害范围广、灾害强度大、连续低温时间长、雨雪持续时间长、冰冻日数多和灾害损失严重.为今后更好地开展此类事件的短期气候预测业务,作者从气候角度分析了这次灾害的可能成因.分析表明,2007年8月发生至今的拉尼娜事件发展非常迅速,其所造成的大气环流异常是导致我国大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因.在1月,乌拉尔山地区位势高度场异常偏高、中亚至蒙古国西部直到俄罗斯远东地区位势高度场偏低的环流异常持续时间很长,非常有利于冷空气不断分裂南下;西太平洋副热带高压异常偏北,有利于大量暖湿空气向我国输送,并决定了低温暴雪冻雨灾害发生的区域;青藏高原南缘的南支槽异常稳定活跃,有利于来自印度洋和孟加拉湾的暖湿气流沿云贵高原不断向我国输送.为我国长江中下游及其南部地区的强降雪天气提供了更加充足的水汽来源.分析还表明,1月中旬以来,湖南、贵州等地逆温层不断加强并长时间维持是上述地区大范围冻雨持续出现的主要原因.     

影响2018年汛期气候的先兆信号及预测效果评估

准确预测了2018年我国汛期降水"南北多,中间少,旱涝并重"的总体布局,尤其是准确预测了黄河流域降水异常偏多,而长江流域降水异常偏少的特征;对2018年东部地区季节内雨季进程前晚后早和夏季全国大部气温正常到偏高的预测也与实况一致;对西北太平洋和南海热带气旋生成和登陆我国的数量偏多、西北行和北上为主的移动路径、活跃程度前强后弱的预测与实况吻合。2018年汛期气候预测重点分析了冬季达到盛期的拉尼娜事件及其衰减后热带印度洋海温偏低有利于东亚夏季风偏强的机理,还参考了国内外动力气候模式预测西太平洋副热带高压脊线偏北、菲律宾为气旋式异常环流的结果。对先兆信号影响的诊断分析以及动力模式的结果均预测东亚夏季风明显偏强,西太平洋副热带高压偏北,因此拉尼娜事件和印度洋海温对其滞后响应的偏冷特征是有利于预测汛期长江中下游地区降水明显偏少、北方地区降水偏多的重要先兆信号。