2020年中国龙卷过程及灾情特征

2021年5月14日20∶40前后,湖北省武汉市蔡甸区千子山发生龙卷灾害。基于详细的现场灾情调查和观测资料综合分析判断：(1) 本次灾害具有受灾路径长、纵横比大,受灾指示物有辐合倒伏、扭曲、被拔起和抛射等龙卷破坏的典型特征,确认为龙卷风灾害。(2) 龙卷自西向东移动,总路径长度约17.95km,其中连续路径约11km,最大破坏直径1000m,平均破坏直径800 m。龙卷经历了触地初生、加强成熟到跳跃减弱三个阶段,在影响路径的后半段,龙卷强度较弱,有跳跃式前进的特征。综合评估本次龙卷最大强度为中国龙卷强度行业标准三级(相当于美国EF3级)。(3) 雷达资料分析表明,这是一次典型的超级单体龙卷,伴随有强中气旋和龙卷涡旋(TVS)发展,超级单体中气旋和TVS加强,旋转速度、最强切变加大以及顶高底高下降时,龙卷触地引起地面灾害,地面最强破坏路径位于中气旋和TVS路径南侧。对于超级单体龙卷,可依据中气旋和TVS演变特征进行龙卷预警业务试验。

     

基于U形卷积神经网络的震相识别与到时拾取方法研究

精确获取震相到时是地震定位和地震走时成像等研究的重要基础.近年来,随着地震台站的不断加密,地震台网监测到的地震数量成倍增长,发展快速、准确、适用性强的震相到时自动拾取算法是地震行业的迫切需求.本文在前人工作基础上,发展了Pg、Sg震相自动识别与到时拾取的U网络算法（Unet_cea）,使用汶川余震和首都圈地震台网记录的89344个不同震级、不同信噪比的样本进行训练和测试.研究表明,U网络能够较好地识别Pg、Sg震相类型和拾取到时,Pg、Sg震相的正确识别率分别为81%和79.1%,与人工标注到时的均方根误差分别为0.41 s和0.54 s.U网络在命中率、均方根误差等性能指标上均明显优于STA/LTA和峰度分析自动拾取方法.研究获得的最优模型可以为区域地震台网的自动处理提供辅助.

     

渤海湾西北岸滨海湖埋藏牡蛎礁硅藻及其记录的古环境

对位于渤海湾西北岸平原的滨海湖埋藏牡蛎礁中各层牡蛎壳的泥质充填物做硅藻分析,整个牡蛎礁中海水砂质潮间带指标种标志种的Auliscus caelatus含量较高,为19%~42%,表明滨海湖礁体形成于潮间带环境。根据主要硅藻含量的变化,结合14C测年,自下而上将礁体发育期间的古环境分为3个带:I带为2 445~2 327 cal.aBP,礁体在向上建礁的过程中,海水作用逐渐减弱,潮间带特征愈加明显,为受河流影响较强且较为开放的潟湖潮间带环境;Ⅱ带咸水种硅藻Thalassionema nitzschioides的比例急剧增加;外洋指标种的Coscinodiscus spp.和Actinocyclus spp.急剧下降,表明在约2 327 cal.aBP,海岸带砂嘴闭合,形成较为封闭的潟湖内侧潮间带环境,且河流作用减弱导致潟湖的咸度明显增加;Ⅲ带为2 327~2 287 cal.aBP,由封闭的潟湖环境又转向较开放的潟湖潮间带环境。     

低信噪比条件下地震叠加速度的提取技术

主要讨论了如何针对低信噪比地震资料进行更加精确的叠加速度提取问题。首先介绍了叠前多域LIFT去噪以及共反射面元叠加(CRS)等关键技术以提高地震数据的信噪比;其次研究了基于相位相关的连续速度分析方法以提高叠加速度提取的精度;最后总结出一套精确提取低信噪比条件下地震叠加速度的方法。     

基于新型分层邻域阈值搜索法提高水下潜器重力匹配导航的匹配效率

本文开展了水下潜器重力匹配导航的匹配效率改善研究.第一,为克服传统TERCOM算法逐点遍历搜索效率较低的缺点,提出新型分层邻域阈值搜索法.其原理如下：首先,利用4格网间隔数进行粗搜索匹配;其次,为提高初始匹配点的选取标准设置4 mGal阈值（基准图上重力值与实测重力值之差）,对选取的若干粗搜索行最佳匹配点周围24邻域点进行取舍并匹配比较;最后,获得搜索范围内最佳匹配点.第二,综合考虑了重力场标准差、峰度系数、坡度标准差、粗糙度、信息熵等重力场主要特征参数,将其作为适配区优劣的分析依据.第三,在适配性良好的区域内,在保证水下导航精度的前提下,基于分层邻域阈值搜索法,以本文参数设置为例,水下潜器重力匹配导航的匹配效率提高约14.14倍.

     

双稀疏字典和FISTA的地震数据去噪

地震数据的随机噪声去除是地震数据处理中的一项重要步骤,双稀疏字典提供了两层稀疏模型,比单层稀疏模型可以更好地去除噪声.该方法首先利用contourlet变换对地震数据进行稀疏表示,然后在contourlet域中使用快速迭代收缩阈值算法（fast iterative shrinkage-thresholding algorithm,FISTA）对初始字典系数进行更新,接着采用数据驱动紧标架（data-driven tight frame,DDTF）在contourlet域中得到DDTF字典并通过FISTA得到更新后的字典系数,最后通过DDTF字典和更新后的字典系数获得新的contourlet系数,并对新的contourlet系数进行硬阈值和contourlet反变换得到去噪后的数据.通过模拟数据和实际数据的实验证明：与固定基变换去噪方法相比,该方法可以自适应地对地震数据进行稀疏表示,在地震数据较为复杂时得到更高的信噪比;与字典学习去噪方法相比,该方法不仅拥有较快的去噪速度,而且克服了字典学习因为缺少先验约束造成瑕疵的缺点.

     

面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法

组合震源技术通过调节延迟激发时间和震源埋藏深度能够实现地震波场的定向传播,提高地震波的照明能量和地震数据信噪比.然而,目前国内外对基于特定目标的组合震源最佳聚焦方向的选取以及起伏地表组合震源定向理论的研究相对较少.在聚焦方向选取方面,目前基本是利用多种不同延时参数的组合震源分别进行试验,从而确定较好的组合震源延时参数.本文则利用爆炸反射面原理,在目的层界面上均匀布置震源同时激发地震波,能够产生垂直于地层界面传播的平面波,当初至波传播至地表时进行地表方向统计.根据互易性原理,以初至波传播方向的反方向为聚焦方向,激发产生的地震波主波束方向将垂直入射到目的层界面上,从而精确的计算出组合震源的最佳聚焦方向.在组合震源定向方面,目前主要是利用组合震源方向因子公式进行计算,但该方法要求震源布置在同一条直线上,并不能满足起伏地表的应用要求.本文以惠更斯-菲涅尔原理为理论基础,提出通过炮点向量在聚焦方向上的投影来确定组合震源传播至虚拟波前的走时,从而确定任意起伏地表组合震源的延迟激发时间.该方法不仅能够计算出沿给定地质模型的目的层界面垂直入射的组合震源聚焦方向,也能够确定任意起伏地表情况下形成沿该聚焦方向定向传播地震波场的组合震源延迟激发时间.因此,本文提出的面向目标的起伏地表组合震源延时参数计算方法对组合震源数据采集具有理论与实践意义.

     

青少年胫骨结节撕脱性骨折影像学诊断

目的:探讨急性青少年胫骨结节撕脱性骨折的影像学诊断价值。方法:回顾性分析经手术证实的6例(都为男性)急性青少年胫骨结节撕脱性骨折患者资料,其中2例右侧,4例左侧。除1例为跌倒致伤外,其余5例为运动损伤。X线平片检查6例,CT平扫2例,MRI平扫3例。结果:X线平片表现,根据Ogden’s分型,1例ⅠB型,1例ⅡA型、2例ⅡB型、1例ⅢA型、1例ⅢB型;6例均有髌骨上移征象。CT表现,2例ⅡB患者显示骨碎块移位,髌骨往上移位,其中1例合并髌骨陈旧性骨折。3例合并髌韧带撕裂,1例ⅡB型骨折合并髌韧带撕裂患者CT、MRI显示髌韧带肿胀,扭曲,T1WI、T2WI髌韧带信号增高。结论:X线平片是诊断急性胫骨结节撕脱性首选的影像方法,CT对骨折分型也有一定的帮助。怀疑有合并髌韧带、半月板等软组织损伤时,MRI具有重要诊断价值,对治疗方案的选择具有指导作用。     

新疆天山地区壳幔S波速度结构特征及变形分析

天山地区地质构造复杂,地震活动频繁,其壳幔变形和深部结构一直受到学者们的高度关注.然而,由于天山地区地震台站资料较少,致使壳幔变形研究结果与解释存在诸多争议.本研究利用在天山地区（40°N-46°N,78°E-92°E）新布设的11个流动宽频带地震台站和该地区39个固定台站的观测资料,采用接收函数与面波联合反演方法,获得了研究区地壳厚度及壳幔S波速度结构.反演结果显示天山地区（41.5°N-44°N,78°E-88°E）平均地壳厚度为56 km,塔里木盆地（40°N-41.5°N,79°E-90°E）、准噶尔盆地（44°N-46°N,82°E-90°E）和吐鲁番盆地（42°N-43°N,88°E-90°E）具有较厚的沉积层,地壳平均厚度为43 km、53 km和46 km,整体表现为天山厚、盆地相对较薄的特征;在研究区南天山的最高峰（42°N,80.5°E）及北天山的最高峰（43.5°N,86°E）附近,中下地壳存在较厚的低速层,我们认为在强烈挤压作用下低速、低强度的中下地壳强烈变形可能是导致该区域快速隆升的主要原因.在研究区中部,位于塔里木盆地与准噶尔盆地之间的天山地区,中下地壳及上地幔均存在低速层,且盆地莫霍面向天山倾斜明显.结合前人的研究成果推测,在南北向构造挤压应力作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地发生了向天山造山带方向的双向壳幔层间插入俯冲.在研究区东部,塔里木盆地东北缘与天山东部接触带的地壳内没有明显的低速层,推测应处在早期挤压变形状态,该区域的壳幔边界为缓变的速度梯度带,可能与上地幔热物质侵入或渗透有关.

     

64排螺旋CT后处理技术对回盲部病变的诊断价值

目的：分析回盲部良恶性病变64排螺旋CT成像特点及其后处理技术的诊断价值。方法：搜集手术病理证实的回盲部病变53例,所有病例均行CT平扫+增强扫描,分析回盲部良恶性病变的成像特点,比较原始轴位图像与后处理图像的诊断效果。结果：原始轴位图像联合MPR/CPR定位定性诊断准确性均高于原始轴位图像,并且差异具有统计学意义（P=0.03;P=0.04）。MPR、CPR能清晰完整地显示回盲部病变的内外结构与邻近器官的关系,提高对回盲部病变的诊断准确性。结论：64排螺旋CT可准确、直观地显示回盲部病变,原始轴位图像结合MPR/CPR图像可以提高对回盲部病变的诊断准确率。