美国国家现代地震监测系统(ANSS)——现状、发展机遇和战略规划(2017～2027)

在美国,超过1.43亿人面临地震风险威胁。如果社会公众能够理解其面临的风险,并采取积极防御措施,地震影响就能显著减小。美国国家现代地震监测系统(ANSS)通过协作对地震与大地测量数据进行汇集与分析,及时发布地震发生及其影响的可靠信息,为地震研究及危险性与风险评估提供数据,这是建立地震韧性国家的重要基础。作为对ANSS的投资成果,现在对于发生在美国或世界上任何其他地区的任何显著地震事件都能够用一套产品来快速表征,在地震危机来临之际为人们提供态势感知。ANSS监测工作服务于科学研究和地震工程需求,这包括改进人们对建构筑物地震响应的理解。作为参与美国国家地震减灾计划(NEHRP)的四个联邦机构之一,美国地质调查局(USGS)为ANSS提供了管理与财政支持。2000年,美国国会颁布《国家地震减灾计划》再授权法案[公法第106-503号(Public Law 106-503)]时,作为该计划的一项支撑设施,创立了ANSS。ANSS是美国联邦政府、州政府和学术界的合作。由于认识到地震灾害危险性与风险的地区差异性,所以ANSS管理结构强调区域执行与国家集成。其允许与其他联邦和州政府机构以及与关注地震监测的地球科学界和工程界协作。ANSS推动地方、区域和国家层面各机构间建立合作伙伴关系,共同致力于减轻地震灾害损失。这些合作关系对于ANSS在全国范围内的协调、在区域范围内的规划与执行,以及争取地方支持都是有必要的。许多承办学术机构、部分州政府机构、其他联邦机构、私人基金会和科学组织为ANSS的成长和(或)运行提供了支持。建设ANSS的需求最初在美国地质调查局(U.S.Geological Survey,1999)题为《美国地震监测评估——国家现代地震监测系统的需求》的出版物中率先提出。这些需求包括加强国内各监测台网间协调、开发新的地震信息产品,以及在全国范围内扩建监测基础设施。2000年以来,ANSS强化了基础设施建设与伙伴关系建立,并开发了新的地震信息产品与服务。虽然现有资助尚未达到ANSS的预期计划,但其1999年所设定的在野外及建筑物、桥梁和其他构筑物中安装7 100个现代化地震观测站点的总体建设目标,截止2016年年底,已经完成了42%。ANSS产品的及时性与有效性提升了政府机构、应急响应人员、公众及工程界与科学界对ANSS能力的期望值。作为ANSS的投资成果,地震信息服务发生了革命性的变化。ANSS的品牌服务包括:向政府和应急管理人员提供即时地震通知,通过地震通知服务系统以电子邮件或文本形式提供快速通知、震源特征产品、提供实时地震信息的ANSS网站、一套实时态势感知产品(地震动图ShakeMap、地震动图发布系统ShakeCast、全球地震响应即时评估系统PAGER、"你有感么?"DYFI)、ANSS综合地震目录ComCat,以及由工程强地面运动数据中心(CESMD)为工程师提供的产品。在未来10年中,为了满足预期,ANSS必须在聚焦提升基础服务稳定性的同时确保获得不断创新的能力。ANSS具备在全国范围内进一步提升地震安全性并开展震后响应与处置的能力。本报告描述了一系列特定的发展机遇,并形成了ANSS未来10年的重点工作,包括使ANSS确保地震危机时有备无患,加强城市地区地震安全性,拓展降低地震风险的观测数据获取能力。把握机遇、实现目标,额外的资助也是十分有必要的。创立伊始,ANSS被视为创新与风险并存。如今已证明,尽管只得到了部分资助,ANSS却是成功的。我们的国家在快速发展,国家的结构体系日趋庞大和复杂,如果耽于成就,接受现状,我们将会面临更多的地震风险。ANSS要充分发挥其在减轻地震灾害损失方面的潜力,就必须不断前行——引发地震的构造力是无情的,它们将永不停息,我们减轻国家地震灾害的努力也将永不停息。     

东海近岸带鱼(Trichiurus japonicus)线粒体控制区序列的群体遗传变异研究

带鱼(Trichiurusjaponicus)是广泛分布于东亚大陆架海域的暖温性近底层经济鱼类,也是东海区最重要的海洋渔业捕捞对象。然而,目前的研究报道对东海近岸带鱼群体遗传变异特性认识不足,不利于其种群的遗传资源保护和管理。本研究利用线粒体控制区序列对东海近岸带鱼6个群体191个个体的遗传多样性、遗传分化和历史动态进行分析。在577 bp长的控制区序列中共检测到70个多态位点,定义了121个单倍型。群体总的单倍型多样性较高(0.9911),但总的核苷酸多样性较低(0.0092),群体间遗传多样性水平差异较小。单倍型遗传学关系、Fst值和分子方差分析结果均表明群体间的遗传分化不显著,存在广泛的基因交流。历史动态分析结果表明东海近岸带鱼群体在更新世中晚期可能经历了瓶颈效应和随后的群体快速扩张,这是导致群体遗传多样性较低的主要原因。带鱼较强的扩散能力、洄游行为、海洋环流以及近期的群体扩张可能是造成东海近岸带鱼缺乏显著的系统地理种群结构的原因。研究结果提示,在线粒体DNA水平上,东海近岸带鱼群体是一个随机交配的种群,在遗传资源管理上可作为一个单元进行管理。     

洛阳地震台数字记录的台湾省地震误差分析

结合洛阳地质构造背景,分析了2000年1月～2006年10月洛阳地震台记录到的台湾省地震的P波干扰因素及识别方法,影区地震、深源震的S波(或LG波)特征,采用中国地震台网中心确定的震级与洛阳地震台测定的复核、速报震级相比较,按震级段、年度分别统计分析,查找产生震级误差的原因,计算出台基校正系数,认为排除干扰、提高震相分析能力、用台基校正系数修正Ms计算公式,是减小震级误差的有效方法.     

双锋面相遇对强龙卷风环境场影响的数值模拟研究

对2009—2016年江苏北部龙卷事件的环境场进行统计与诊断,并对两次典型龙卷过程环境场进行数值模拟,重点探讨近海岸平原地区的江苏北部在春夏季节成为中国强龙卷最高频发生地的特殊性以及环境双锋面系统相遇对龙卷环境场的增强机制。分析结果显示：苏北龙卷发生率占全省58.6%。其中盐城和徐州又是苏北龙卷最高发地区。春夏季节,冷暖干湿气团势力相近,中尺度锋面系统多,易发生双锋面汇集造成局地龙卷强对流。对徐州（2009年）和盐城（2016年）的两次典型龙卷强对流环境场分析显示,徐州龙卷为变形场锋生和海风锋汇合,盐城龙卷为气旋锋面和岸滨锋相遇。WRF模拟结果显示,双锋面系统汇聚以及锋面二级环流相遇,可造成局地水平风速垂直扭转及垂直速度的水平切变,有利于驱动和增强区域正涡度;双锋面二级环流垂直上升支的叠加,可在平坦地区产生强烈的系统性抬升。这将形成有利龙卷类强对流天气发生发展的环境场。而各种常用的强对流指标均具有较强局地性,需要依据局地统计特征进行参考使用。     

敦煌莫高窟大气颗粒物中水溶性离子变化及来源解析

为探明莫高窟大气颗粒物污染特征,采集了2014年4-12月第16窟及72窟外环境中大气颗粒物PM2.5和PM10～2.5样品,对比分析了样品中水溶性离子变化及影响因素,通过主成分分析法解析了其主要来源.结果表明:(1)窟区主风向为南风,起沙风频率仅为0.01％,不利于污染物的扩散;(2)窟外PM2.5和PM10～2.5...     

东海绿藻缘管浒苔营养成分分析及评价

分析了缘管浒苔(Enteromorphalinza)一般营养成分、18种氨基酸及矿物质的含量,并与藻类海产品海带、紫菜、羊栖菜、裙带菜进行营养学对照评价。结果表明,缘管浒苔中主要成分是多糖类和粗纤维,占藻体的63.9%。蛋白质含量27.0%,在几种海藻中较高。氨基酸组成均衡,必需氨基酸(EAA)占氨基酸总量(TAA)的38%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)为0.62;氨基酸价78,高于海带(47)和紫菜(54),限制性氨基酸均为赖氨酸;呈味氨基酸占总量的53%;谷氨酸、天氨酸、丙氨酸、亮氨酸等含量很高。脂肪量较低,为0.9%。矿物质和维生素含量丰富,其中Mg,Fe,Ca,K,Na,P,Zn等元素含量很高,尤其Mg,Fe,Zn高于其它海藻;钙磷比值合理,为1.9;尤其有害元素As含量远远低于同水域中4种海藻,为2.98mg/kg。因此缘管浒苔是一种低污染的高膳食纤维、高蛋白、低脂肪的富含维生素和矿物质的新型海洋食品。     

快速确定扰动引力的广域多项式逼近方法的模拟实验

飞行器在飞行过程中时刻受到地球重力场的作用,地球外部空间扰动引力会对飞行器的运行轨迹和姿态等方面产生影响,因此,研究地球重力场信息并实时快速的计算出飞行器运行处的扰动引力,对飞行器轨迹和姿态等方面的调节具有重要的作用。利用模拟数据,本文基于广域多项式逼近方法来快速逼近扰动引力,该法在单元边界点上满足插值条件,而又利用插值单元周围节点信息,实现拟合过程。试验表明,这一方法在高度方向的步长为30km的条件下可达到1mgal的计算精度。     

我国科学数据共享现状的调查与分析

为了解我国科学数据共享现状, 规范科学数据汇交、 共享、 管理, 笔者开展了科学数据共享现状调查。 在基本情况调查的基础上, 对我国科学数据资源现状、 科学数据共享机制、 制约科学数据共享的主要因素进行了初步分析, 指出了在我国实施科学数据共享应强化的基础工作。     

雅鲁藏布江流域1961-2005年气候变化趋势

The Yarlung Zangbo River (YR) is the highest great river in the world, and its basin is one of the centers of human economic activity in Tibet. Using 10 meteorological stations over the YR basin in 1961–2005, the spatial and temporal characteristics of temperature and precipitation as well as potential evapotranspiration are analyzed. The results are as follows. (1) The annual and four seasonal mean air temperature shows statistically significant increasing trend, the tendency is more significant in winter and fall. The warming in Lhasa river basin is most significant. (2) The precipitation is decreasing from the 1960s to the 1980s and increasing since the 1980s. From 1961 to 2005, the annual and four seasonal mean precipitation is increasing but not statistically significant, especially in fall and spring. The increasing precipitation rates are more pronounced in Niyangqu and Palong Zangbo river basins, the closer to the upper YR is, the less precipitation increasing rate would be. (3) The annual and four seasonal mean potential evapotranspiration has decreased, especially after the 1980s, and most of it happens in winter and spring. The decreasing trend is most significant in the middle YR and Nianchu river basin. (4) Compared with the Mt. Qomolangma region, Tibetan Plateau, China and global average, the magnitudes of warming trend over the YR basin since the 1970s exceed those areas in the same period, and compared with the Tibetan Plateau, the magnitudes of precipitation increasing and potential evapotranspiration decreasing are larger, suggesting that the YR basin is one of the most sensitive areas to global warming.     

NCEP/NCAR 再分析资料在喜马拉雅山-青藏高原气象研究中的可行性分析

Due to the difficult logistics in the extreme high elevation regions over the Himalayas and Tibetan Plateau, the observational meteorological data are very few. In 2003, an automatic weather station was deployed at the northeastern saddle of Mt. Nyainqentanglha (NQ) (30°24′44.3″ N, 90°34′13.1″ E, 5850 m a.s.l.), the southern Tibetan Plateau. In 2005, another station was operated at the East Rongbuk Glacier Col (28°01′0.95″ N, 86°57′48.4″ E, 6523 m a.s.l.) of Mt. Qomolangma. Observational data from the two sites have been compared with the reanalysis data from the National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR), reliability of NCEP/NCAR reanalysis data has been investigated in the Himalayas/Tibetan Plateau region. The reanalysis data can capture much of the synoptic-scale variability in temperature and pressure, although the reanalysis values are systematically lower than the observation. Furthermore, most of the variability magnitude is, to some degree, underestimated. In addition, the weather event extracted from the NCEP/NCAR reanalyzed pressure and temperature prominently appears one day ahead of the observational data on Mt. Qomolangma, while on Mt. NQ it occurs basically in the same day.