GNSS在断层形变研究中的应用

Great earthquakes often occur along or near active fault belts. Thus, monitoring and research on fault deformation are quite important. Methods such as short-leveling, short- baseline and integrated monitoring profile across fault belts have been used to monitor fault activities for many years. GNSS observations are mainly used to obtain the horizontal velocity field in large areas and to study the activities and deformation of major blocks. GNSS technology has been used to monitor and study the deformation of faults from a different aspects, In this paper, some applications and new explorations of GNSS are discussed. They are： （1） Research and monitoring of strike-slip activities of faults with GNSS. （2） Research and monitoring of vertical activities of faults with GNSS. （3） Investigating the laws of deformation of blocks on the sides of fault zone and setting up strain models to deduce the activities and deformation of faults with respective models and compare the deduced results with the actual measurements across fault. It is concluded that a larger discrepancy between the deduced and the observed deformation indicates a stronger interaction between the blocks, which can be important for predicting the location of a strong earthquake and assessing seismic hazard, as well as the seismicity trend.     

近33 a来北半球大气臭氧的变化趋势研究

利用ECMWF的再分析资料,研究近33 a来北半球臭氧的变化趋势。研究表明:⑴ 1979—2011年北半球4个关键区（北极、东亚、北美和西欧）的臭氧总量呈减少趋势,但减少的趋势已经减缓;⑵ 最近19 a来,北半球4个关键区臭氧都有微弱回升的趋势,回升趋势最大在东亚地区,达到0.057 9 DU/a;⑶ 自1993、1994年以来,北半球4个关键区的冬季臭氧总量都为显著的上升趋势,上升趋势最大在北极地区,为1.157 7 DU/a;⑷ 前期(1979—1994年)四个季节的北半球中高纬基本上都为下降趋势,春季俄罗斯中北部地区下降趋势最大,为4.5 DU/a,而在后期(1994—2011年)冬季挪威、瑞典、芬兰及其周边的挪威海和格陵兰海区域上升趋势最大,为1.8 DU/a;⑸ 北半球4个关键区的下降趋势最大的层次都是10 hPa,北美地区下降速率最快,为1.641×10-8/a,而这4个区上升趋势最大的层次是3 hPa,北极地区上升速率最快,为3.843×10-8/a。      

哈萨克斯坦MS6．1地震前新疆形变异常

研究2013年1月29日哈萨克斯坦6．1级地震前新疆境内形变资料异常。结果表明：震前乌什水管仪两分量、伸缩仪北南分量、体应变和克孜尔水准、基线存在趋势性转折异常;乌什水管倾斜仪北南分量、体应变、分量式应变与柯坪垂直摆倾斜仪北南分量、拜城地倾斜两分量和库车东风煤矿地倾斜北南分量存在不同程度的中短期异常,趋势异常和中短期异常显著。     

粤西-琼东北近海沉积物的运移和沉积

为了深入认识珠江现代入海物质在粤西陆架随海流迁移扩散的路径和沉积中心,利用Gao-Collins方法分析了粤西-琼东北近海1 515个站位的粒径趋势,并用²¹⁰Pb法测定了8支柱样的现代沉积速率。结果表明,在粤西沿岸流和南海暖流这两个相向海流的共同作用下,珠江口外珠江来源的泥质沉积物的主体被限制在-50 m等深线以浅的内陆架。现代珠江入海物质能维持粤西陆架泥质沉积区0.1 cm/a左右的现代沉积速率。在川山群岛至海陵岛一带和琼州海峡东侧泥质区,分别受岛屿阻挡和逆时针中尺度涡旋的影响,形成了现代沉积中心。在沉积物不同粒级的来源和搬运方式存在差异的地方,粒径趋势分析结果可能主要反映的是粗颗粒沉积物的运移趋势,而非细颗粒沉积物的运移方向。     

广西防城港海域沉积物特征及输运趋势

通过对2010―2011年在广西防城港海域表层沉积物所取样品进行粒度实验,并利用二维沉积物粒径趋势分析模型进行了粒径输运趋势分析。结果表明,研究区海域底质沉积物类型主要为砂、粉砂质砂、砾石质砂、砂-粉砂-黏土、黏土质粉砂和砂质粉砂等6种。粒度参数在空间分布上,沿岸和西部海域中值粒径较粗,分选中等或较好,偏态呈正偏或极正偏,在海湾口处呈负偏或极负偏;东南部海域粒径较细,分选系数差,偏态呈负偏或近对称。根据沉积物输运趋势方向不同,将研究海域分为3个区：沿岸海域主要离岸输送,方向由北向南;东南部海域的沉积物输运趋势向中间汇聚,形成一个沉积中心;西南部海域,沉积物输运方向偏北。     

1954-2011年间珠江入海水沙通量变化的多尺度分析

基于高要（西江）、石角（北江）和博罗（东江）水文站1954-2011 年的连续径流量和输沙率资料,采用Mann-Kendall 非参数秩次检验和小波分析的方法,分析珠江流域的入海水沙通量变化特征。结果显示：（1）1954-2011 年珠江的入海径流量没有明显变化趋势,但输沙率呈明显下降趋势,其间不同阶段的变化趋势不同：1954-1983 年珠江水沙均处于增长阶段,该阶段气候变化和人类活动对输沙的贡献率分别是70%和30%;1984-1993 年珠江水沙通量呈先降后升（1989 年是转折点）波动阶段,主要与气候变化有关;1994-2011 年珠江的水沙通量均呈下降趋势;气候变化和人类活动对输沙率下降的贡献率分别是20%和80%。（2）龙滩水库蓄水后的2007-2011 年与2006 年以前相比,珠江年均入海径流量减少了14%,而年均入海输沙率是减幅达到70%。这一时期水库蓄水和水土保持对输沙率减少的贡献率达到90%以上;（3）珠江的水沙通量变化具有明显年代际周期和年际周期变化特征,且不同子流域的周期有所不同。例如西江的径流量主要存在24 年和13 年的年代际周期以及4~7 年的年际周期,而输沙率主要存在16 年左右和10 年左右的年代际周期和4~7 年的年际周期;北江径流量主要存在12 年左右年代际周期和2 年左右以及8 年左右的年际周期和和输沙率年代际周期主要13-16 年,而年际周期是4~7 年和2~3 年;东江的径流和输沙率主要存在12 年左右年代际周期和2 年左右以及6 年左右的年际周期。这些年代际和年际变化周期与珠江流域降雨量的变化周期有较好关联性。     

近140年中国、北半球和全球气温的标度律

运用非趋势波动分析方法,有效地消除数据中噪声和非平稳性质的影响,研究全球、北半球和中国近140年气温变化的长程幂律相关性。结果表明：全球气温、北半球气温和中国气温都有由交叉点划分的两个标度不变区域,可能对应两个不同的物理机制。其一,都可以表现出正长程相关的性质,而且全球气温的持续性最强,北半球次之,中国气温最弱;其二,全球气温和北半球气温还可以有几乎是1／f噪声性质的变化,中国气温则可表现出介于1／f和布朗噪声之间的行为。     

华南地区和广西自治区地震活动周期性变化特征和未来趋势预测

应用基于Morlet小波变换的一种新的定量划分地震活跃期或平静期的分析方法,研究了华南和广西地区1900～2003年间浅源地震年释放能量的时间序列,对研究区中强地震活动的周期性特征有了新的认识。研究发现,华南地区的地震具有17a,3a和8a三个活动主周期,广西地区的地震具有29a,11a和16a三个活动主周期。根据目前中强震活动具有的周期性,结合历史地震活动情况,对研究区未来几年的地震活动趋势进行了预测。     

北极海冰的气候变化与20世纪90年代的突变

应用英国Had ley气候研究中心1968~2000年的1°×1°的北半球逐月海冰密集度资料,使用EOF分解等统计方法,探讨北极海冰的气候变化趋势、海冰的突变、海冰的季节持续性和各季的特色。结果表明:(1)自1968年以来,北极海冰的减小是北半球海冰变化的总趋势;海冰的趋势变化在海冰的年际总变化中占有相当重要的地位,可达50%左右。冬春季主要减少区域在格陵兰海、巴伦支海和白令海;夏秋季海冰减少是唯一趋势,中心在北冰洋边缘的喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海、波弗特海。(2)20世纪80年代中后期北极海冰已出现减小趋势,在20世纪90年代,海冰又出现范围和面积的突然减少,中心在格陵兰海和巴伦支海;即海冰减少是加速的,其变化程度已远远超过一般的自然变化。(3)海冰有很好的季节持续性,有很强的隔季相关,也有较好的隔年相关;各季节海冰分布型之间有很好的联系,表现为海冰分布型的总体变化趋势是一致的,在海冰的减少中也体现了分布型的特征。     

兰州雨量谱的气候变化与极端化趋势

利用兰州站1951-2005年逐日降水观测资料,进行雨量划分级别,分析了55 a来兰州分级降水雨量谱和极端降水的气候变化和发展趋势.研究表明:兰州年降水量逐年波动下降,长期变化趋势为每10 a下降9.0 mm,近20 a达到每10 a下降22.6 mm;年降水日数的长期变化趋势为每10 a下降3.6 d,近20 a为每10 a下降3.7 d.主要是由于小、中雨级的降水减少明显造成.兰州近20 a大雨以上级别的极端降水量增多,变化趋势为每10 a增加9.9 mm,年降水日数的变化趋势为每10 a增加0.4d.兰州年降水强度的长期变化趋势为每10 a上升0.1 mm·d1,其中小雨、中雨级别的贡献并不明显,主要的增加贡献是由大雨以上级别的降水强度增加所导敢的.极端降水的强度在近20 a的变化趋势为每10 a增加5.7 mm·d-1.兰州近20 a的年降水量中极端降水量占的比例由15.9%上升至1 6.2%;极端降水日数增加,其比例从1.8%上升至2.0%,在2000年极端降水所占的比例更是达到雨量的25.4%和雨日的4.0%水半,呈现出向极端降水增强的发展趋势.