Analysis of earthquake ground motions using an improved Hilbert–Huang transform

Some limitations of the Hilbert–Huang transform (HHT) for nonlinear and nonstationary signal processing are remarked. As an enhancement to the HHT, a time varying vector autoregressive moving average (VARMA) model based method is proposed to calculate the instantaneous frequencies of the intrinsic mode functions (IMFs) obtained from the empirical mode decomposition (EMD) of a signal. By representing the IMFs as time varying VARMA model and using the Kalman filter to estimate the time varying model parameters, the instantaneous frequencies are calculated according to the time varying parameters, then the instantaneous frequencies and the envelopes derived from the cubic spline interpolation of the maxima of IMFs are used to yield the Hilbert spectrum. The analysis of the length of day dataset and the ground motion record El Centro (1940, N–S) shows that the proposed method offers advantages in frequency resolution, and produces more physically meaningful and readable Hilbert spectrum than the original HHT method, short-time Fourier transform (STFT) and wavelet transform (WT). The analysis of the seismic response of a building during the 1994 Northridge earthquake shows that the proposed method is a powerful tool for structural damage detection, which is expected as the promising area for future research.     

页岩孔隙系统研究实验方法

基于页岩孔隙系统的特殊性,讨论了FESEM-QEMSCAN、FIB-FESEM、NANO-CT、氮气吸附法、小角中子散射等几种页岩孔隙系统研究方法的特点和适用范围。指出场发射扫描电镜以及与之结合的能谱和矿物定量评价系统(FESEM-QEMSCAN)是研究页岩纳米级孔隙类型、大小、形态以及矿物分布的基础手段;聚焦离子束扫描电镜、微纳米CT可刻画页岩孔隙系统在三维空间的展布特征,利用获得的三维数据体进行数值模拟,可进一步计算孔隙度、渗透率等物性参数;氮气吸附法可对小于100nm的极微孔隙的孔径、形态进行求算;小角中子散射则可利用孔隙中存在的气体分子,获得孔隙系统连通性等重要参数。最后从页岩岩石组构的角度,探讨了页岩孔隙控制因素,指出有机质含量与成熟度,黏土矿物类型、含量,碎屑颗粒的含量以及成岩强度是影响页岩孔隙系统的主要因素。     

湛江港风暴增水特征分析

本文在统计1950－1997年影响湛江港的热带气旋的基础上，利用1953－1982年30年间湛江港发生的风暴增水的资料，对湛江港风暴增水的总体特征进行了分析，总结出湛江港风暴增水的特征在于季节分布的不均匀、大的正增水和高实测水位出现频繁、造成的风暴潮灾比较严重；通过两类典型风暴潮的详细分析，结果表明：湛江港的风暴增水与影响湛江的热带气旋密切相关，大的风暴增水主要由台风引起，湛江港的地理位置也是影响风暴增水的重要因子。     

Effect of NH4-non the pigment content ofLaminaria japonica

Experiments withLaminaria japonica were conducted in Meidao Bay and Pier Bay, Qingdao, China, Nitrogen-starved plants were fertilized intermittently with 7.1 mM NH₄−N solution for 1 hour at 3 day intervals, after which chlorophyll a, fucoxanthin, chlorophyll c and β-carotene contents were analyzed. Photosynthetic and growth rates of plants and nitrogen content of seawater were determined. their contents of chlorophyll a, fucoxanthin, chlorophyll c and β-carotene were 1.65, 0.67, 0.33 and 0.06 mg.dm⁻² respectively, or 2.46, 2.03, 1.86 and 1.81 times those of the controls. The ratio of fucoxanthin to chlorophyll a in nitrogen-enriched plants was lower than that of the controls. Normal growth rate of the plants (2 cm·day⁻¹ in length) were reached when the chlorophyll a content exceeded 0.1 mg·g⁻¹ fresh wt., indicating that chlorophyll a content can serve as an indicator of normal growth. Experimental results show that seawater is regarded as fertile for the normal growth ofLaminaria if the total inorganic nitrogen (including ammonium salt, nitrate and nitrite) content in seawater is about 2 μm, and infertile if less than 1 μm, in which case fertilizer should be applied. Contribution No. 1703 from the Institute of Oceanology, Academia Sinica     

北大巴山凤凰山基底隆起晚中生代构造隆升历史

对采自于北大巴山凤凰山基底隆起8个样品的磷灰石裂变径迹年代学分析和热历史模拟表明,凤凰山基底隆起陆内造山运动结束后的隆升历史大致可以划分为2个阶段：早白垩世中晚期（135±5～95±5 Ma）缓慢隆升,晚白垩世（95±5～65±5 Ma）快速隆升。大巴山北缘韧性剪切带黑云母40Ar/39Ar坪年龄证实大巴山北缘中晚侏罗世（165.7±1.9 Ma～161.2 Ma）存在快速隆升剥蚀,其与大巴山强烈陆内造山作用阶段有关; 早白垩世中晚期缓慢隆升代表了陆内造山结束后的稳定阶段; 晚白垩世快速隆升为一次区域性隆升事件,在秦岭、大别和武当等地区均有反映,隆升过程中伴随着强烈的伸展垮塌作用,沿秦岭造山带发育一系列伸展断陷盆地。区域对比分析表明,凤凰山基底隆起隆升历史与黄陵、汉南地块接近,但与武当地块存在明显区别,反映了秦岭造山带的不均一隆升过程。南大巴山前陆带1个样品的热史模拟结果显示,南大巴山前陆带自早白垩世以来与凤凰山基底隆起经历了一致的隆升过程。     

现代水资源评价及水资源学学科体系研究

在追溯水资源界定和内涵历史沿革的基础上，根据水资源评价的有效性、可控性和可再生性准则，按不同评价口径将水资源划分为广义水资源、狭义水资源、国民经济可利用量和生态环境需水量。从水资源承载的双重客体出发，一定程度上澄清了历史上关于水资源评价和定义的争论。而后从水资源科学的发展入手，刻划了水资源学研究的对象和三个层面上的内容，即基础研究、应用研究和综合研究，根据学科研究的内容，构建了包括基础学科、应用学科和综合学科的水资源学学科体系，并分别就三大组成部分作了剖析，这对于水资源学科建设具有积极的意义。     

独立坐标系模型对长度变形影响的研究

针对海拔较高的城市建立或改造独立坐标系,存在着如何选择模型及各模型对长度变形的影响等问题,通过算例对常见椭球变换和比例缩放模型进行较为全面系统的分析,归纳出常见模型在不同投影带区域、不同投影面高度对长度变形的影响差异,并得出有益的结论。     

广东省夏半年降水敏感区域分析

利用广东省25个台站1980年至2012年4-9月份的降水量资料,采用小波分析、EOF和REOF方法对夏半年降水量的周期振荡、空间异常特征以及时间变化规律进行诊断分析研究。结果表明：广东省夏半年降水总量存在显著的4a、7a和13a周期振荡,且4a周期振荡信号最强,为第一主周期,7a和13a分别为第二、第三主周期。其主要异常模态表现为一致偏少或一致偏多、沿海与内陆反向型。广东省夏半年降水量的异常敏感区域为粤西北区、粤西南区和粤东北区。三个区域近几年夏半年降水量均表现为减少趋势,其中粤东北区降水量减少幅度较大。     

延边地区天宝山多金属矿田的流体特征与成矿模式

天宝山铅锌铜钼多金属矿田由新兴铅-锌矿床、东风铅-锌-铜-钼矿床和立山铜-铅-锌矿床组成,它们分别产在侏罗纪黑云母花岗闪长岩、闪长岩与古生代海相火山-沉积岩的接触带和岩体内部。矿床地质特征研究表明:新兴铅-锌矿床以石英硫化物充填胶结角砾岩筒矿体为特征,具有与中温岩浆热液矿床类似的蚀变特征;东风铅-锌-铜-钼矿床以发育浸染状硫化物、石英硫化物脉和辉钼矿石英脉为特征,具有接触交代热液矿床特征;立山铜-铅-锌矿床则以磁铁矿、方铅矿和闪锌矿等多金属硫化物矿化发育为特征,具有典型的接触交代矽卡岩型矿床特征。对主成矿阶段以及成矿晚阶段的脉石矿物石英流体包裹体研究揭示:新兴铅-锌矿床的石英-黄铁矿阶段、石英-闪锌矿-方铅矿-黄铜矿多金属硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段对应的温度分别为270～340℃、190～260℃、130～160℃;盐度(w(NaCl))和密度分别为0.62%～9.86%和0.37～1.00g/cm3;压力为37.31～87.69MPa;激光拉曼光谱分析获得流体包裹体的成分主要为CO2、H2O,含有少量的CH4和N2。东风铅-锌-铜-钼矿床的石英-辉钼矿阶段、石英-闪锌矿-方铅矿-黄铜矿多金属硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段对应的温度分别为280～337℃、200～260℃、101～190℃;盐度和密度分别为7.16%～23.95%和0.96～1.12g/cm3;压力为28.23～56.64MPa;激光拉曼光谱分析获得流体包裹体成分为H2O。立山铜-铅-锌矿床的磁铁矿-石英脉阶段、石英-方铅矿-闪锌矿-黄铜矿等多金属硫化物和石英-碳酸盐阶段对应的温度分别为210～240℃、170～200℃、126～160℃,盐度和密度分别为2.07%～9.47%和0.89～0.92g/cm3;压力为33.88～59.72 MPa;激光拉曼光谱分析获得流体包裹体成分为CO2和CH4。基于矿床地质特征、成矿流体性质和来源等方面的讨论,建立了天宝山多金属矿田的成矿模式。     

基于区域自动站数据的兰州地区降水精细化特征

基于2012—2019年兰州地区146个区域自动气象站小时降水数据,从不同时间尺度分析兰州地区近8 a降水精细化特征。结论如下:(1)2012—2019年,兰州地区年均降水量总体呈"北少南多、外多内少"的空间分布特征;年降水量具有明显的年际变化,2018年降水异常偏多46%,而2015、2017年降水异常偏少,尤其2015年偏少30%。(2)兰州地区降水主要集中在7—8月,受环流形势影响,7—8月南部降水明显多于北部,其余月份南北降水差异不明显。(3)兰州地区降水量和降水范围分别表现为"朝少夕多"、"夜大日小"的日变化特征;受海拔高度影响,城区降水量总体比山区小,且因热岛效应,城区降水主要集中在午后至傍晚前后,多为对流性降水,而山区降水日分布较为均匀,整体日波动较小。(4)安宁区短时强降水发生频次最高,但短时强降水频发的站点出现在皋兰县六合站和永登县徐家磨村站,永登县是兰州地区短时强降水预报需重点关注的地区。