从地震波各向异性到各向异性地震学: 地震波各向异性研究综述

介绍了地震波各向异性研究的发展历史和进展,着重叙述在地球各个圈层特别是地壳和上地幔中的地震波各向异性,及其在地球动力学和地震监测中的应用。地震波各向异性为动力地球作用过程的研究提供了一种崭新的手段,它的科学潜力是巨大的、空前的,正逐步形成一个地震学的重要分支——各向异性地震学。     

三维VTI介质中波动方程深度偏移的最优分裂Fourier方法

从含Thomsen各向异性参数的qP波相速度表示式出发,建立并求解三维VTI介质中的频散方程,得到三维VTI介质中的相移算子,进而将以相移算子为基础的最优分裂Fourier方法推广到三维VTI介质,发展了一个三维VTI介质的深度偏移方法.文中使用的各向异性介质的速度模型与现行的各向异性构造的速度估计方法一致,将各向同性、弱各向异性及强各向异性统一在一个模型中.文中提出的偏移算法对相移法引入了高阶校正项来补偿介质横向变化的影响,使该方法可应用于横向非均匀VTI介质的陡角度成像,文中给出的偏移脉冲响应很好地证明了这一点.     

双线性单自由度体系强迫动力反应的Hilbert谱与本征振动模态:输入简谐波频率的影响

系统地研究了双线性单自由度体系在简谐波输入下表现出非线性力学行为时,输入简谐波频率对体系动力响应的Hilbert谱、Hilbert边缘谱及Fourier幅值谱的影响.研究结果表明,如果体系输入简谐波频率为f,那么体系动力响应Hilbert边缘谱的能量分布在f附近一个较宽的频带上,该频带的产生是体系动力响应Hilbert谱中所蕴含的波内调制的必然结果,它源自于体系某个本征振动模态瞬时频率的波动,而这种瞬时频率的波动描述了体系屈服与卸载的非线性力学行为;体系动力响应的Fourier幅值谱自3f起,每隔2f就会出现一个幅值明显高出周围其它分量的Fourier“伪”谐波分量,这也是体系非线性力学行为所造成的结果.     

江西地区冬半年极端低温事件主模态及环流特征

基于1961—2022年江西日最低气温观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先极端低温阈值,分析极端低温事件发生频次的分布特征;再利用经验正交函数(EOF)获得极端低温事件发生频次的主模态,分析相应的关键环流系统特征。结果表明：江西省大部分地区冬半年极端低温阈值在0℃以下,南北分布差异较明显。极端低温事件发生频次在空间上具有很好的一致性,在1985年前后由偏多转为偏少的年代际振荡。极端低温发生频次主模态的变化受冬季风系统关键成员的影响显著,东亚冬季风偏强、西伯利亚高压偏强、东亚大槽加深、副热带西风急流偏强都利于江西地区出现极端低温事件。     

梅雨季西太平洋副热带高压异常主要模态及其对东亚降水的可能影响

利用近42 a NCEP/NCAR再分析资料,NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration）海表温度,CPC（Climate Prediction Center）降水以及中国台站降水观测资料等,对6—7月西太平洋副热带高压（Western Pacific Subtropical High,WPSH）变动的主要模态和形成原因,及其对中国梅雨期降水分布的影响进行了探讨。结果表明,WPSH主要异常模态依次为全区一致型（Ⅰ）,南北异常型（Ⅱ）、东西异常型（Ⅲ）和中心异常型（Ⅳ）。不同异常型的出现受中纬度上游西风带准定常扰动和低纬扰动的不同影响,而后者又与对流层低层大气对不同海温异常型热力强迫响应有关。来自热带中东太平洋的海平面气温异常（Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA）信号有利于副热带高压出现第Ⅰ、Ⅱ型异常;第Ⅲ、Ⅳ型异常则分别受海洋性大陆或西北太平洋下垫面热力影响。长江—黄河—日本沿线以及江南和东北地区降水与副热带高压第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型异常密切联系。     

我国冬季降水年际变化的主模态分析

利用我国160站的观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及英国气象局哈德莱中心的海表面温度（SST) 资料, 分析了我国冬季降水年际变化的主模态以及与其相联系的大气环流异常和海温异常。结果表明, 在年际变化的时间尺度上, 我国冬季降水主要表现为长江以南地区降水量的一致变化（EOF1) 和华南、西南地区与新疆北部、华北和长江中下游地区降水反位相振荡的变化（EOF2) 两个主模态, 它们分别可以解释年际变化总方差的49.6％和17.3％, 并具有显著的2～4年周期。此外, 这两个模态也有明显的年代际信号, EOF1表现为20世纪80年代中期以前南方地区冬季降水偏少, 1988年之后转为偏多, 而进入21世纪后逐渐接近历史平均值并有再次转为偏少的趋势, 而EOF2表现为1980年至2005年新疆北部和长江中下游地区的冬季降水出现年代际增多, 而华南地区的冬季降水出现年代际减少。进一步通过回归分析表明, 我国冬季降水年际变化的EOF1与ENSO循环以及东亚冬季风强度的变化有密切的关系, 当ENSO处于其暖（冷) 位相的冬季时, 东亚冬季风系统偏弱 （强), 来自孟加拉湾和南海的异常水汽输送在我国南方地区形成辐合（辐散), 从而有利于该地区降水异常偏多（少)。与我国冬季降水年际变化EOF2相联系的环流表现为欧亚大陆上空具有相当正压结构的一个波列, 该波列对应于东亚沿岸的异常北 （南) 风, 进而引起长江中下游地区水汽辐散（辐合) 和华南地区水汽辐合（辐散), 有利于南正（负) 北负（正) 的降水异常分布。赤道中东太平洋和北大西洋挪威海地区的SST异常分别与这两个模态具有紧密的联系, 并对这两个模态具有一定的潜在预报意义。     

华北地区地壳上地幔速度各向异性研究

本文介绍面波反演得到的华北地区地壳上地幔速度各向异性分布图像,并与S波分裂的结果作初步的定性比较.不同周期瑞利波群速度的方位各向异性图像呈现显著的横向变化,与华北地区地壳上地幔的构造分块和垂直分层结构有比较密切的联系.在鄂尔多斯和阿拉善等稳定地块中,岩石圈地幔到160 km深度都保持比较一致的显著各向异性;而在发生过岩...     

北太平洋副热带西部模态水异常与东亚中高纬度大气环流关系的一些新认识

根据1958-2001年SODA(Si mple Ocean Data Assi milation)海洋同化资料和NCAR/NCEP再分析资料,利用等密度面P-矢量计算法,分析探讨了北太平洋副热带西部模态水(简称STMW)季节演变和年际变化与前期东亚-北太平洋中高纬度大气环流异常的关系。分析指出:(1)STMW的体积具有显著的季节变化特征:4月体积最大、强度最强,夏秋逐渐减弱,12月体积最小、强度最弱。研究进一步指出,STMW体积的季节变化与西北太平洋中纬度地区的海表风应力及净热通量的季节演变过程紧密联系在一起,它在一定程度上反映了西北太平洋中纬度大气环流季节性演变的特征。(2)年际尺度上,5-7月STMW指数具有显著的3年左右的振荡周期,其年际变化不仅与海洋自身动力过程有关,还与前冬亚洲-太平洋中高纬度大气环流异常引起STMW形成区风应力动力混合及海表净热通量等因子异常有关:冬季东亚季风环流偏强(弱),STMW形成区洋面风应力的动力混合作用及海表热力蒸发加强(减弱),使得海洋对流混合加强(减弱),进而加强(抑制)了混合均匀的低位涡水体进入温跃层,随着季节演变,造成5-7月STMW强度加强(减弱)。5-7月S...     

损伤谱在结构抗震性能评估中的应用

改进能力谱法可以较好地评估结构抗震性能,在工程中得到了广泛的应用.本文在此基础上指出,由改进能力谱方法求得的延性是结构的延性需求,并不是结构的实际延性能力,不能以此代表结构在罕遇地震作用下的实际抗震能力.其次,基于弹塑性损伤反应谱(简称"RD谱"),结合模态Pushover分析,提出了基于RD谱的能力谱分析方法,通过R...     

基于改进模态参数灵敏度法的结构损伤识别研究

推导了模态参数对于损伤构件的一阶和二阶灵敏度矩阵,并对在推导一阶和二阶振型灵敏度的过程中产生的模态截尾误差进行了改进。根据泰勒级数展开的原理分别建立了一阶和二阶的灵敏度方程。考虑到一阶灵敏度方程求解速度快和二阶灵敏度方程求解精度高的特点,本文提出了一种用于结构损伤识别的混合迭代算法,该算法用二阶非线性的解析解作为算法的第一次迭代值,用一阶灵敏度方程的求解值对该算法的第一次迭代值进行关于泰勒级数截尾误差的修正。研究表明,本文提出的混合迭代算法由于采用了精确度较高的二阶非线性解析解作为迭代修正的初值,因此,迭代修正精度更高,收敛性更好。