海洋拖曳式水平电偶源数值模拟与电场接收机研制

海洋天然气水合物资源调查中,电磁法已成为地震勘探最有效的补充手段之一,而我国海洋水合物电磁探测中的拖曳式电场接收机此前是空白.本文从方法原理、仪器设备和海洋试验等方面,对海洋拖曳式水平电偶极-偶极方法进行研讨.建立三维电阻率模型,进行数值模拟,讨论收发距、发射频率、拖曳装置离海底高度等参数与电场异常响应的关系,针对特定模型给出了最佳观测参数以指导仪器硬件设计与海洋测试.在此基础上,采用高级嵌入式计算机的智能化控制、前端低噪声斩波放大、高精度同步采集等技术,研制了由拖体、承压舱、采集电路、低噪声电场传感器等组成的海洋拖曳式水平轴向电场接收机,其系统噪声达到2 nV/√HZ @(1~100Hz).将自主研制的电场接收机用于国内首次拖曳式电偶极-偶极方法的海洋试验与评估,并对海试资料进行了处理与分析.研究结果表明,所研发的仪器达到了设计指标,能够用于海洋天然气水合物调查.     

丰沛平原区地下水开采利用现状及潜在水源地分析

通过总结丰沛平原区水文地质条件和特征,对该区地下水开采利用现状及潜在水源地进行分析,计算了华栖隆起区岩溶水可利用资源量,探讨裂隙岩溶水利用的可行性。研究表明: 丰沛平原区地下水主采层位为中上更新统孔隙含水层和新近系—下更新统孔隙含水层,已形成丰县城关—孙楼—常店和沛县—龙固2个大型超采漏斗区,总面积超过750 km²,引发了大面积地面沉降; 华栖隆起区为裂隙岩溶水的富水地段,总可采资源量为667.51万m³/a,可作为潜在水源地进一步开展地下水勘查评价工作; 裂隙岩溶水过量开采可能引发地面沉降、岩溶地面塌陷等地质灾害,后期应对裂隙岩溶水开采情况进行长期监测,合理开发利用水资源。华栖隆起区岩溶水距离城区近,水量大,水质好,开发难度小,具有可观的经济价值。     

粤北覆盖区复杂环境隐伏铅锌矿探测技术集成有效性研究

凡口铅锌矿是粤北地区超大型铅锌矿床,发育独特的覆盖区复杂地质环境。本文以凡口铅锌矿为例,在前人研究的基础上,应用高精度磁法、可控源音频大地电磁法、土壤电吸附、氡气、吸附烃-汞气体测量、及导电率等多种物化探勘查技术。通过对凡口矿床及外围进行对比分析和研究,建立凡口矿区有效探测技术集成,优选方法组合为高精度磁法、CSAMT、土壤吸附烃-汞气体及氡气测量,CSAMT中低阻异常、烃-汞正异常重叠区域、在构造有利部位是矿体的主要赋矿部位。结合矿区资料,预测在212剖面线(120~140)号间,宽度约700~800m,62剖面线(60~80)号间,宽度约800m存在两处有利的赋矿异常,为凡口铅锌矿深部找矿预测研究提供切实可行的勘查技术与方法。     

近20年哈尔滨市呼兰区土地利用覆盖变化及驱动分析

本文基于哈尔滨市呼兰区1998—2018年Landsat TM影像数据和社会经济数据,通过ENVI、ArcMap等软件,采用监督分类、土地利用变化模型、典型相关分析法等方法,科学系统地分析了1998—2010、2010—2018、1998—2018年3个不同时段的土地利用覆盖变化特征,并对土地利用覆盖变化驱动因素进行了分析。结果表明,哈尔滨市呼兰区20年间呈居民地和水域面积增加、耕地变化不大、林草不断减少的土地利用覆盖变化格局,且前8年的变化速度和幅度大于后12年。该区土地利用覆盖变化的影响因素包括自然环境因素、社会经济因素及人口因素。     

基于Landsat TM/ETM+数据的南昌城市热岛效应研究

利用Landsat TM/ETM+数据进行南昌市地表温度反演,得出1989年和2000年2个时相的南昌市热岛强度等级分布特征,结合下垫面土地覆盖类型图,选取样区对比分析了地表温度空间分布.结果表明:南昌市存在比较明显的热岛效应,主城区的地表温度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低,城市地表温度与下垫面的性质紧密相关.研究结果对于改善南昌城市生态环境、减缓城市热岛效应具有重要的参考价值.     

祁连山夏季地形云和降水宏微观结构的数值模拟

利用ARPS(Advanced Regional Predictional System)中尺度数值模式,对2007年7月19日低涡天气背景下发生在祁连山区的一次比较典型的地形云降水过程中云和降水的宏微观结构特征进行了深入的模拟研究和分析。结果表明,ARPS模式能够较好地模拟出地面降水分布及其发展演变特征;祁连山北坡陡峭地形的抬升作用是祁连山云系降水的主要动力机制;祁连山地形作用下云和降水的微物理结构随云的不同发展阶段呈现出不同的特征。     

模拟PLUM方法在2021年日本福岛县近海M7.3级地震中的表现

2021年2月13日晚,日本福岛县近海发生M7.3级地震,产生强烈振动,此次地震被认为是"3.11"地震的余震。首先介绍了PLUM方法的原理及日本气象厅地震预警系统对于PLUM方法的应用,评述了JMA地震预警结果。通过模拟PLUM方法在此次地震中的表现,由预测精度和有效预警时间两个指标来评估该方法的性能,并与日本气象厅发布的预警信息对比。模拟结果显示:受限于地震数据以及PLUM方法本身的原理,在震后第24 s发出第一次警报,不及使用P波预警与PLUM相结合的JMA地震预警系统及时。在地震前期0~40 s处于烈度剧烈上升阶段,预测精度较差;40 s之后的预测结果较为准确,预测精度高达100%。PLUM方法可以有效克服点-源模型中的弊端,特别是在多个地震同时发生的情况下预警效果良好,将PLUM方法纳入我国地震预警系统可以有效提高预警能力。     

698nm窄线宽激光器研究进展

窄线宽激光器在铯原子喷泉钟、光钟以及时间频率传递等方面有着重要的作用。主要介绍中国科学院国家授时中心开展的工作波长为698 nm窄线宽激光器的研究进展。实验中采用两级稳频方法将激光锁到初稳腔和高稳腔。通过第一级稳频,激光线宽为1.1 kHz;目前已初步实现了第二级稳频。通过逐渐优化第二级稳频,可以实现Hz量级线宽激光。     

与地震有关的活动断裂带红外辐射变化特征

为了获得与地震有关的活动断裂带红外辐射变化信息,以2010年4月14日青海省玉树Ms7.1级地震为研究对象,利用MODIS热红外波段遥感数据研究了地震前后发震构造甘孜—玉树断裂带的亮温演化特征,分析了地震发生当月每10 d亮温变化情况,并与2011年同期该断裂带的亮温特征进行对比.结果表明:地震前一个月内,断裂带附近亮温值偏高,亮温变化最为显著的区域出现在断裂带北端,与野外考察获得的本次地震地表破裂带位置相吻合;震后7～16d,断裂带附近出现了明显的亮温增高现象,结合地震发生时水汽及CO变化情况,认为这一亮温增高现象与震后地下气体的大量释放有关;2011年5月断裂带附近的亮温高值可能与同年6月发生的Ms5.3级囊谦地震有关.因此认为,断裂带亮温的显著变化对断裂活动有一定指示作用,利用热红外遥感数据研究主要断裂带红外辐射特征,对地震构造带活动性监测具有重要意义.     

华北地区大地震的长余震序列

作为活化的古老克拉通,华北地区的地震活动非常频繁。上世纪60年代以来,华北地区曾经发生了1966年邢台M7.2,1975年海城M7.3和1976年唐山M7.8等地震。2012年5月28日,在唐山地震震源区又发生了M4.8地震,引起了国内外地学界的广泛关注和争议。争议的焦点在于此次地震是1976年唐山地震的余震,还是唐山地区乃至整个华北地区新一轮地震活动开始的预兆。本文利用华北地区过去40多年的地震活动资料,研究了邢台、海城和唐山地区的地震活动。研究结果显示,邢台、海城和唐山地区过去30多年的小震活动明显高于这些地区大震前的地震活动及华北地区的背景地震活动,应是余震。同时由GPS资料计算的邢台、海城和唐山地区的地壳水平应变率也明显高于华北地区的背景值。这些小震活动和地壳水平应变率同时表明邢台、海城和唐山强震区的余震数十年后仍在持续。震后粘性松弛可能是华北地区长时间余震持续的主要原因。