地震不稳定性的一个简单模型

基于断层面强度的非均匀性,将断层面的宏观破裂过程看作是断面局部微元的破裂累积过程,假设断层局部微元强度遵循Weibull概率分布,从统计力学角度推导出了宏观的断层载荷.变形的全过程本构关系.采用一维地震力学模型,以远场位移a为控制变量,用稳定性理论研究了地震不稳定性问题.研究表明,系统刚度比(围岩刚度与断层刚度之比)β是影响地震发生的重要参数,只有当β<1时才会出现地震失稳,且应力突跳发生在平衡路径曲线的位移转向点,并给出了地震过程的3个重要参数(地震后断层半错距、地震应力降和释放的弹性能)的表达式.当β≥1时,不会发生地震,仅是缓慢的断层滑动,属于无震滑动.     

一种针对室内可通行空间数据的集成空间关系多层次索引

室内路径规划涉及的可通行空间数据有着海量性和空间集聚性特点,因而我们需要采用高效的空间索引对其进行组织。本文为了解决诸如R树在内的传统索引对于室内可通行空间数据组织的不足,设计了一种融合空间关系的多层次空间索引。实验结果证明,采用这种方法构成的索引能够在对应的空间操作测试中展现出较R树更加优越的性能。所以,这种在空间索引内集成空间关系的尝试能够有效降低包含室内可通行空间结点的最小外接矩形的覆盖空间,并提高对于通行空间的检索效率。     

RCPs情景下珠江流域气候变化预估分析

针对珠江流域,分析了在全球气候模式（BCC_CSM1.1）驱动下,区域气候模式RegCM4进行的中国区域气候变化模拟中,珠江流域在RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下,未来2010—2099年的气候变化。结果表明,RegCM4对珠江流域气候特征具有很强的模拟能力。未来RCPS情景下珠江流域气温将持续增大。与参照时段（1980—1999年）相比,RCP4.5和RCP8.5情景下的年平均温度在2020s分别增加0.7 ℃和0.8 ℃,2050s分别增加1.0 ℃和1.6 ℃,2080s分别增加1.6 ℃和2.9 ℃。而未来年降水并未表现出显著的变化趋势,但不同情景、不同地区预估的降水呈现不同的变化趋势。RCP4.5情景下,流域降水2020s将减少4.3%,2050s和2080s将分别增加0.7%和0.1%;RCP8.5情景下,未来不同时段流域降水均呈减少趋势,2020s、2050s和2080s分别减少1.7%、2.9%和0.2%,表明降水预估具有更大的不确定性。两种排放情景下未来降水在东南沿海增加、西北部减少,变化率为±8%。此外,两种排放情景下未来珠江流域的日平均温度统计特征发生改变,揭示未来高温事件可能增加,同时,大雨级别以上的降水发生频率增加,可能导致洪涝事件增加。      

断层地震孕育和发生的不稳定性模型

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β(围岩切线刚度与断层刚度最大值之比)是决定地震失稳的重要参数,只有当β1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.     

热带气旋Dan移动过程中边缘线分形维数的变化:观测事实和可能原因

应用1999年10月1日18UTC至1999年10月9日12UTC GMS-5卫星红外灰度资料,计算了热带气旋(TC)Dan(国内编号9914)外缘线的分形维数Db,以此定量表征TC Dan复杂结构的时间变化.结果显示,在TC Dan移动过程中,分形维数Db的变化可以区分为3个阶段.在第1和3阶段,Db的阶段均值与热带区域积云边缘线分形维数的正常值DL无显著差异;在第2阶段,Db的阶段均值大于DL,两者差异非常显著;即从第1阶段到第2阶段出现了分形维数的增长.第2阶段结束时,TC Dan突然北折转向.这意味着,Db高值段的出现可视为TC Dan路径异常的一个可能前兆.结果还显示,两类过程导致了分形维数Db从第1阶段向第2阶段的转变.一类是TC与相邻小尺度对流块的相互作用;其结果增大了TC外缘线局域线段的复杂程度.另一类是TC区域内强对流区的破裂,破裂后的小尺度强对流块的自组织,小尺度强对流块之间非对流孔隙的出现、发展和合并,以及外缘线裂缝的形成;其结果增大了TC外缘线全局线段的复杂程度.     

耕地转型的研究路径探讨

当前,土地利用转型研究总体上处于“描述-解释”阶段,高度集中在森林转型研究领域及空间形态研究路径。学术界亟须推动土地利用转型研究向科学调控阶段发展。对此,本文尝试提出耕地转型的研究路径,以期带动土地利用转型研究领域向半人工半自然复合土地系统乃至人工土地系统拓展、研究路径向非空间形态延伸。耕地转型诊断可以从空间形态转型与功能形态转型两条路径开展。其中,前一路径关注耕地的空间分布及其收缩与扩张,可以从耕地数量变化或格局变化视角开展研究;后一路径关注耕地功能的变化过程,可以从外部性或政策演进视角开展研究。由社会-生态负反馈驱动的耕地功能形态转型,主导着由社会-经济动态驱动的耕地空间形态转型进程。据此,作者构建了耕地转型调控框架及其层次分析体系。     

2010年河南省晚霜冻天气成因分析

本文利用常规气象观测资料、EOS／MODIS卫星遥感资料以及NCEP再分析资料,对2010年4月13-15日豫西、豫北一带冬麦区出现的晚霜冻害进行分析,结果表明：此次霜冻由来自超极地路径的冷空气经寒潮关键区后入侵河南,与后期补充南下冷空气的共同作用形成,高空500hPa主要影响系统为旋转南下的横槽。这种类型的冷空气活动在春季更易给豫西北、豫西带来强降温、霜冻害天气。而前期气候干旱导致土壤失墒,易发生霜冻害;当时小麦正处于拔节一抽穗的低温敏感期,抗寒能力较弱,加重了霜冻害程度。     

层次空间推理的机制及其在路径寻找方面的应用

人类对所处的客观世界的认识,具有很明显的空间层次特征,每一层次包含了解决特定问题的必要信息,而层次空间推理是人类在解决具有空间特征问题时常采用的一种方法。本文在探讨了层次空间推理的定义、一般性框架的基础上,重点描述了它在道路网络的路径寻找中的应用。     

湖北省稻飞虱迁入高峰日后向轨迹模拟分析

稻飞虱是造成湖北省水稻大幅度减产原因之一。它是一种典型的气候型迁飞虫害,起飞、迁飞和沉降均与气象条件密切相关。本文采用高空气象场资料、植保站稻飞虱灯下监测资料,在个例分析基础上,利用质点轨迹、扩散及沉降模式HYSPLIT-4,模拟稻飞虱迁飞高峰日后向轨迹,分析湖北省稻飞虱迁飞路径和主要虫源。主要结论：（1）湖北省稻飞虱迁人主要路径有5条：西南路径、南路路径、东南路径、东路路径和东北路径;（2）春夏季稻飞虱迁入路径以西南路径比例最大,平均为47％;其次为南路和东南路径;（3）秋季稻飞虱迁入路径以东北路径比例最大,平均为30％,其次为西南路径,比例为23％;（4）秋季与春夏季相比,西南路径比例下降了24％,东北路径增加了22％,东路路径增加了8％,南路、东南路变化不大。（5）偏南方向（西南路、南路和东南路）三种路径之和春夏季为80％,秋季为55％,秋季比春夏季减少了25％;（6）综合春夏季、秋季,西南路径对湖北省全省都有较大影响,对南部的影响大于北部,偏北路径秋季影响大,南部和东南路径对江汉平原影响最大。（7）理论上稻飞虱虫源区在19°-25°N、90°-120°E之间,以东西向为长轴、南北向为短轴、面积约为3300km×660km的矩形区域内,越南、泰国、缅甸、柬埔寨和菲律宾等地是湖北稻飞虱初始虫源地,云南、贵州、两广、福建、湖南、江西和江淮等地区为湖北省稻飞虱的二次虫源地或三次虫源地。根据未来数值预报场进行质点前向轨迹模拟,综合分析虫源地是否有大量稻飞虱、是否符合起飞条件,目标地是否有下沉气流配合,可以开展稻飞虱迁入气象预报,此工作尚需进一步开展业务试验。     

福建热带气旋风雨空间分布特征及风险评估

根据1961—2010年热带气旋资料,按登陆地段或移动路径将登陆影响福建的热带气旋分为11种路径,分析各种路径的致灾因子空间分布特征,结果表明:热带气旋雨灾最严重的区域位于北部和中部沿海,风灾最严重的是南部沿海;从路径来看,降水强度最强是登台入闽北路径,强风区域最大的是直接登陆闽南路径和登台入闽中部路径,风力最强的是登台入闽南路径。采用相关系数客观赋权法建立了致灾因子风险评估模型,分析不同热带气旋路径致灾因子风险等级,登台入闽中和登台入闽北路径风险最大,其次是直接登陆闽南和登陆珠江口及以东路径;高风险区域 (包括次高危险和高危险区) 集中在沿海地区、闽西和闽北的局部。