有限元方法在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展

有限元方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、 且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体。 有限元方法是目前应用最为广泛的数值模拟方法, 由于能够将复杂介质的力学本构关系及边界条件问题转化成为常规问题的计算程序, 所以越来越多的地震学者将其应用于地震成因与前兆机理研究中。 该文着重介绍了有限元数值分析方法及其模拟在地震孕育过程与前兆机理研究中的应用进展, 并提出开展小尺度规模如岩石中矿物颗粒之间的力学行为的有限元模拟研究等几点建议。     

差分GPS方法在城市活断层探测中的应用探讨

使用差分GPS方法, 测量西宁盆地内部各级阶地参数, 对比野外阶地特征, 探讨区域新构造时期活动特征, 以及西宁城市周缘活断层的分布及活动特征。 通过这一区域的实践, 认为DGPS方法能够快速、 精确的获得区域内阶地面的坐标和高程, 是确定弱活动或隐伏断裂的可行方法。 南川河断裂错断T₃、 T₄、 T₅阶地, 断裂的活动时间为T₃阶地形成后, T₂级阶地形成前的0.10 Ma B.P.至0.05 Ma B.P.。 垂直断距15～20 m, 最小垂直活动速率约为0.30 mm/a。     

基于EMD的中国大陆强震活动特征分析

利用EMD方法对中国大陆年度最大地震时间序列进行逐级分解, 得到5个本征模态函数(IMF)项和1个趋势项, 分析了各个IMF分量不同的周期成分同地球自转速度变化、 太阳黑子活动和潮汐运动等环境因子之间的相关关系, 初步探讨了各个IMF分量的物理机理及其对中国大陆地震活动的影响。     

可拓分类方法及其在流动单元分类中的应用

可拓学是研究事物拓展的可能性和拓展规律与方法的科学,它可以广泛的应用于各种矛盾和对立问题的解决.可拓分类方法是利用可拓学理论对事物类型归属进行研究的动态分类方法.为了解决储层流动单元分类中现存误判率较高的问题,本文利用可拓分类方法对储层流动单元分类进行了研究,并把利用可拓分类获得的流动单元分类结果与灰关联聚类法判别分析结果进行了比较,发现可拓分类方法具有更强的判别能力,具有实用性强、误判率低的特点,判别准确率可比灰关联聚类法提高15%.这种方法不仅仅适用于流动单元分类,对于油气勘探开发的很多环节都将具有适用性.     

植被电磁散射的半空间模型研究

本文给出了地面植被电磁散射的半空间模型研究方法.在以往的相关文献中,均采用自由空间格林函数求解单个叶片散射体的散射场,本文利用半空间并矢格林函数求出了单个散射体的散射场,然后运用Monte Carlo方法模拟生成地面植被层,得到了在半空间下植被层的电磁散射特性,计算出了单、双站雷达散射截面,并与自由空间下的散射场做了相互对比.结果表明,在半空间格林函数下得到的散射场更为适用于描述地面植被的电磁散射特性.     

大气掩星反演误差特性初步分析

GPS大气掩星探测技术可以获得全球大气折射率、气压、密度、温度和水汽压等气象参数,该技术基本原理是基于几何光学近似的Abel积分反演.地球扁率、电离层传播时间延迟、大气大尺度水平梯度、多路径传播现象等因素在某些高度范围影响大气反演的精度.本文采用模拟的方法,分析其中地球扁率及电离层对反演结果的影响,并讨论局部圆弧修正及电离层修正的效果.利用CHAMP掩星实测轨道数据和有关电离层和大气经验模式、采用三维射线追踪方法模拟计算几种情形下的GPS掩星观测附加相位数据,对模拟数据进行反演,将反演气象参量剖面与模拟时给定模式剖面进行比较,得到了0～60 km高度范围内的反演误差.误差统计分析结果表明,局部圆弧中心的修正以及电离层修正,对于高精度的GPS掩星反演是非常重要的;电离层修正残差仍是制约30～60 km高度范围内反演精度的重要因素,进一步完善和优化大气掩星反演需要发展新的电离层修正算法.     

基于Monte Carlo方法的由GPS观测计算地应变率的误差分析

在利用GPS观测计算地应变率中,应变率的误差分布在地球动力学研究中非常重要. 为解决这一问题,文中提出基于Monte Carlo技术,利用GPS观测的速度计算地应变率进行误差分析的方法;以青藏高原地区为例,利用带有误差的GPS观测数据进行了大量、独立的应变率重复计算,然后运用统计方法给出了应变率分量及其误差的分布. 结果显示青藏高原的喜马拉雅及中东部地区地应变率的东西向、南北向及剪应变率分量的误差相对较大,但整个青藏高原及附近地区应变率结果稳定可靠;研究结果进一步表明,由GPS观测计算应变率的误差主要决定于GPS观测速度的误差, 在变形小的区域（如中国东部地区）,目前GPS的观测精度还不能完全满足地应变率计算的要求.     

中国大陆中上地壳剪切波速结构

为使已获得的中国大陆中上地壳结构更为可靠,本文搜集了很多对浅部结构分辨率较好的短周期面波资料. 与传统面波层析成像反演方法不同,本文在第二步由面波频散得到剪切波速的过程中不再对每个结点进行一维波速模型分别反演,而是直接将所有结点上的区域化频散转换成三维波速结构的线性化约束,实现了直接的三维反演. 检测板测试结果显示该方法可以得到理想的反演结果. 本文得到的波速模型显示,中国大陆中上地壳的速度分布存在明显的横向变化和分区特征. 较低的波速异常很好地勾勒出我国主要的沉积盆地,波速异常在不同深度上的变化在一定程度上反映了各盆地结晶基底的深度. 以东经95deg;为界,特提斯构造域西部具有明显的低速异常,而东部基本没有低速异常. 基于油气资源多存在于沉积层中,而沉积层表现低速异常,我们推测特提斯构造域西部油气前景比东部好. 另外, 由于特提斯构造域西部低速非常明显,这可能也说明了其地壳温度较高. 兴安造山带的低速异常可能也说明了其地壳温度较高. 20 km深度上鄂尔多斯盆地西侧的弱低速带, 很好地勾勒出中国大陆近似沿105deg;经线的强震带的走势.      

中国地震台网震级的对比

采用线性回归和正交回归方法,利用中国地震台网1983-2004年的观测资料,对中国地震局地球物理研究所测定的地方性震级ML、面波震级MS与MS7、长周期体波震级mB、短周期体波震级mb进行对比,给出了它们之间的经验关系式.研究结果表明:①由于不同的震级标度反映了地震波在不同周期范围内辐射地震波能量的大小,因此对于不同大小的地震,使用不同的震级标度更能客观地描述地震的大小.当震中距小于1 000 km时,用地方性震级ML可以较好地测定近震的震级.当地震的震级M＜4.5时,各种震级标度之间相差不大.当4.5＜M＜6.0时,mB＞MS,MS标度低估了较小地震的震级,因此用mB可以较好地测定较小地震的震级.当M＞6.0时,MS＞mB＞mb,mB与mb标度均低估了较大地震的震级,用MS可以较好地测定出较大地震(6.0＜M＜8.5)的震级.当M＞8.5时,MS出现饱和现象,不能正确地反映大地震的大小;②在我国境内,当震中距＜1 000 km时,ML与区域面波震级MS基本一致,在实际应用中无需对它们进行震级的换算;③虽然MS与MS7同为面波震级,但由于所使用的仪器和计算公式不同,MS比MS7系统地偏高0.2～0.3级;④对于长周期体波震级mB和短周期体波震级mb,虽然使用的计算公式相同,但由于使用的地震波周期不同,对于mB=4.0左右的地震,mB与mb几乎相等,而对于mB≥4.5的地震,则mB＞mb.