汶川地震地表破裂面形貌特征

准确描述破裂面形貌对于我们理解地震断层作用是非常重要的,破裂面的形貌特征包含许多关于地震和断层机制的有用信息。在Mw7.9 2008汶川地震中断层活动产生了两个新鲜的破裂面,八角庙破裂面和沙坝破裂面。我们使用3D便携式激光扫描仪(Tri mble GX)对两个破裂表面进行测量,在野外微观尺度上研究了破裂面形貌特征。通过能谱密度和均方值两个方法分析破裂面形貌,新鲜的破裂面表现为自相仿性,能谱密度和均方值均与剖面长度存在幂律关系。在能谱密度与空间频率的对数图中,能谱密度曲线存在明显的拐点,该拐点所对应的波长称为"特征波长",表明单一分形不能准确描述破裂面形貌。八角庙破裂面在平行滑动方向上的特征波长为7 mm,在垂直方向上特征波长略大一些(区域Ⅰ为10 mm,区域Ⅱ为9 mm);沙坝破裂面在平行滑动方向上的特征波长为8 mm,但垂直方向上特征波长略小(6 mm)。均方值曲线的最小二乘拟合直线的斜率为Hurst指数,该指数依赖于剖面线方向并描述破裂面形貌的各向异性,H指数的最小值和最大值分别与平行擦痕和垂直擦痕方向对应,这与野外断层面擦痕测量结果一致。沙坝破裂面的H指数极坐标图中存在次级H指数峰值(对应剖面线方向为85°和160°),这揭示破裂面上存在一组隐匿擦痕。该组隐匿擦痕为汶川地震之前断层活动中形成的,但这还不足以推测上一次断层活动的时间和规模。另外,通过比较新鲜节理面和破裂面表明H指数是否大于0.8反映了断层类型。在整个空间频率域上,能谱密度曲线斜率(-α)和均方值曲线斜率(H)的线性拟合关系为α=1.22+1.72H,并不严格满足两者之间理论关系式,α=1+2H。这个差异是由于测量信号噪音、破裂面的多分形性和分析方法的差异造成的。     

大规模地球科学知识图谱构建与共享应用框架研究与实践

地球科学（以下简称地学）知识图谱具有强大的知识表示和语义推理能力，已成为地学大数据和地学人工智能发展必要的基础设施。然而，目前的地学知识图谱研究主要面向实验场景，缺乏面向实际应用的大规模地学知识图谱构建方法和共享应用框架研究，导致尚未真正在地学领域现实应用中得到使用。为此，本文面向地学大数据和人工智能研究与应用对地学知识图谱的迫切需求，首先研究了大规模地学知识图谱的构建技术，在此基础上，提出一种覆盖地学知识图谱构建、共享和应用全生命周期的总体框架。然后，以“深时数字地球（DDE）”国际大科学计划为例，开展了面向实际应用的知识图谱平台研发实践。最后，利用该平台，构建了DDE大规模地学知识图谱，开展了知识图谱开放共享，有效实现了知识图谱应用，证明本框架可有效支撑大规模地学知识图谱的构建与共享应用。本文对于地学知识图谱现实应用价值的实现具有重要的促进作用。     

IPCC第六次评估报告解读：北半球多年冻土碳的观测结果和预估

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组报告对多年冻土区土壤碳储量、碳汇效应及未来气候情景下温室气体排放进行了归纳和总结。报告明确指出,北半球多年冻土区表层土壤和深层沉积物的有机碳储量为1 460～1 600 PgC(1 Pg=10亿吨)(中等信度)。随着气候持续变暖,多年冻土显著退化,土壤有机质迅速分解并以二氧化碳(CO₂)或甲烷(CH₄)的形式释放到大气中,加速了气候变暖。在未来全球变暖情景下,近地表多年冻土面积将显著减少,并向大气释放CO₂和CH₄,造成多年冻土碳与气候的正反馈作用。报告还指出,预计到2100年,气温每升高1℃,多年冻土区CO₂和CH₄的排放量分别相当于18(3.1～41) PgC和2.8(0.7～7.3) PgC(低信度)。但由于所使用的估算数据异质性较大及模型之间的一致性有限,并且对多年冻土环境驱动因素及过程模型的认知尚不完整,故多年冻土对气候变化反馈的时间及幅度的可信度还处于较低水平。     

断层面高精度形貌对比研究:基岩区古地震研究的选址

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、物理和化学指标测定等一系列先进技术的发展,已有大量的研究案例成功地从基岩断层面上提取了古地震信息,基岩断层面在古地震研究方面的优势被不断发掘。然而,沟谷等地表过程的侵蚀作用,也会使得基岩断层面出露。这种非构造成因的断层面,很容易与构造成因的断层面混淆,却不记录古地震信息。已有的研究工作,缺乏对这两种断层面出露方式的系统研究,更缺少对适合于古地震研究的基岩断层面特征的归纳总结,这将不利于在基岩区开展古地震研究工作。为了解决这一问题,选取了山西地堑系的马家窑和南马庄两处基岩断层面,采用小型无人机航测(s-UAV)结合陆基三维激光扫描(t-lidar)技术,获取了基岩断层面高精度形貌及周围的三维地形数据,将断层面形貌特征的定量分析结果与断层坎精细的地貌解译结合,研究基岩断层面的不同暴露方式下的形貌特征。结果显示,马家窑基岩断层面受沟谷侵蚀而逐渐暴露,表面形貌呈现出连续平滑的特征,不具有地震活动信息。南马庄基岩断层面的形貌显示出明显的阶跃式分带特征,具有分段出露的特点。结合精细地貌解译的结果,这种出露特征可能与周期性的地震活动有关,并识别了两次同震倾滑位移...     

谢自楚先生纪念专刊·编者按北大核心CSCD

我国著名冰川学家谢自楚先生辞世两年余,Sciences in Cold and Arid Regions曾组织谢先生英文纪念专刊,受到了学术界的重视和欢迎。为了表达对谢先生的深切缅怀,在《冰川冻土》主编和编委倡议下,再组织一期中文专刊(第44卷第3期),希望以此推动相关领域的学术交流和进步。谢自楚先生1937年出生于湖南衡南县,冰川学家、地理学家,国家有突出贡献专家,国际欧亚科学院院士。1960年毕业于苏联时期莫斯科国立大学地理系极地与冰川专业。     

月球光学遥感与制图研究进展

在月球探测活动中,光学成像探测是任务重点,也是信息量最大的数据源。航天技术和传感器技术的发展促进了月球光学遥感的发展,月球科学研究也越来越依赖于高分辨率遥感数据,对月球光学遥感与制图的研究是月球探测的关键问题之一。本文扼要论述了其中的几个方面,包括月球光学遥感数据获取系统、月球遥感立体测绘和制图,以及月球控制网构建等方面的研究进展。     

三频GNSS系统伪距多径提取算法性能分析及比较

分析利用多频载波相位提取伪距多径的一般算法,并推导通用的计算方程组。针对三频GNSS系统,推导双频一阶多径提取算法的通用计算公式,并提出基于最小方差准则的三频一阶多径提取算法,证明双频一阶多径提取算法是三频一阶多径提取算法的一种特殊形式。对几种多径提取算法的误差放大倍数进行比较分析,最后用北斗系统的实测数据进行验证。理论分析和实测数据验证表明,三频一阶多径提取算法略优于双频一阶多径提取算法,这两者都明显优于三频二阶多径提取算法。     

末次冰期山西洪洞高分辨率粒度和磁化率记录的H5事件及其气候演化意义

源于北大西洋的末次冰期千年尺度波动的Heinrich事件在东亚地区不同气候记录中得到较为广泛的识别。但是,哪一次事件对东亚乃至北半球影响最显著还不清楚。山西临汾盆地作为中国东部的山间盆地保存了较为广泛的黄土沉积。本次研究对山西洪洞县洞峪沟剖面末次冰期厚10.5m的黄土进行光释光测年,0.5cm间距的粒度测量、磁化率测量。结果显示,该剖面跨越67.7~13.0ka,粒度和磁化率记录所反映的气候特征可以以H5事件(47.3ka)为分界点分为前后两个时期。其中,早期(67.7~47.3ka)粗粉砂(20~63μm)和砂含量(63μm)整体较低而磁化率较高,反映该时期亚洲冬季风较弱而夏季风较强;晚期(47.3~13.0ka)粗粉砂含量和砂含量整体较高而磁化率较低,反映该时期亚洲冬季风明显增强而夏季风明显减弱。山西洪洞以H5事件(约47.3ka)为分界点的末次冰期气候演化模式在东亚、东地中海乃至北美均可以对比,可能是北极地区冰量在这一时期得到显著发展,导致东亚乃至北半球气候向寒冷方向发生显著变化。这一认识对理解东亚MIS3气候演化趋势具有一定意义。     

胶东金矿区夏甸金矿床矿化分布规律及构造控矿分析

夏甸金矿床是胶西北地区典型的蚀变岩型金矿床,金矿化主要受招平断裂带控制。本文对夏甸金矿床进行了野外地质调查,三维地质建模和构造空间分析,以期从三维空间和勘查数据中厘清矿化分布规律、探明构造控矿作用。研究结果显示,夏甸金矿床矿化主要为蚀变岩型和硫化物脉型,主要受招平断裂带及其次级构造控制,在空间中呈现出不均一分布的特征。夏甸金矿床的矿化侧伏规律,在空间中存在差异性,其中南部为NE侧伏,中段侧伏规律不明显但分支复合特征明显,而北段呈SE侧伏。这种侧伏规律与招平断裂带主裂面在走向方向的转折密切相关。进一步的空间分析显示,夏甸金矿床不同类型的矿体是不同空间范围内构造变形差异的结果。     

基于近海定常环流高程模式的平均海面地形联合解算方法

联合卫星测高和物理海洋监测数据计算海面地形和测高大地水准面是卫星 高应用匠前沿课题之一。本文从流体动力学基本方程出发,推导出近海定常环流的高程模式,由此高程模式出发利用有限差分法组成观测方程,从而按最小二乘间接平地解算联合问题。