Simulation of normal distributed smooth fields by Karhunen-Loéve expansion in combination with kriging

Simulation of multigaussian stochastic fields can be made after a Karhunen-Loéve expansion of a given covariance function. This method is also called simulation by Empirical Orthogonal Functions. The simulations are made by drawing stochastic coefficients from a random generator. These numbers are multiplied with eigenfunctions and eigenvalues derived from the predefined covariance model. The number of eigenfunctions necessary to reproduce the stochastic process within a predefined variance error, turns out to be a cardinal question. Some ordinary analytical covariance functions are used to evaluate how quickly the series of eigenfunctions can be truncated. This analysis demonstrates extremely quick convergence to 99.5% of total variance for the 2nd order exponential (‘gaussian’) covariance function, while the opposite is true for the 1st order exponential covariance function. Due to these convergence characteristics, the Karhunen-Loéve method is most suitable for simulating smooth fields with ‘gaussian’ shaped covariance functions. Practical applications of Karhunen-Loéve simulations can be improved by spatial interpolation of the eigenfunctions. In this paper, we suggest interpolation by kriging and limits for reproduction of the predefined covariance functions are evaluated.     

Source time-function as discriminant using empirical Green’s function

Since the sign up of CTBT (Comprehensive Test Ban Treaty), the nuclear monitoring and distinguishing has gained great attention by the treaty countries. Seismology is one of the primary technical means available for monitoring compliance to a CTBT. However, there does not exist a single criterion, so far, that can effectively distinguish explorations from earthquakes. It has been known that source time function (abbreviated to STF) of an underground nuclear explosion contains important p…     

近30年北半球冬季臭氧总量分布特征及其与平流层温度的关系

臭氧的时空分布特征对气候和环境变化具有显著影响,随着臭氧资料数量的增加和质量的提高,有必要对臭氧时空分布特征及其与气候变化的关系进行详细研究.本文利用欧洲中期天气预报中心提供的1979—2013年的全球月平均臭氧总量资料、平流层温度场资料,采用旋转经验正交函数分解(REOF)、Morlet小波分析、合成分析等方法研究了20°N以北的北半球冬季(12—2月)臭氧总量异常的主要空间分布结构与时间演变特征,并进一步分析了主要模态与平流层上层(2 hPa)、中层(30 hPa)以及下层(100 hPa)温度异常的关系.结果表明:近30年北半球冬季臭氧总量异常变化最显著的区域主要有5个,分别位于极地地区(75°N—90°N,0°—360°)、北半球副热带地区(20°N—40°N,0°—360°)、阿拉斯加地区(60°N—75°N,180°—260°E)、北大西洋地区(45°N—60°N,310°E—360°E)及西伯利亚地区(50°N—65°N,80°E—130°E).5个区域的冬季臭氧总量异常具有明显的年际和年代际变化特征.1980年代后期是各个区域的臭氧总量异常由年代际偏多转为偏少的转换时段.此外,各区域存在显著的年际变化周期,而且各个区域的年际周期存在明显的差异.臭氧总量异常变化与平流层温度异常变化的关系表明,臭氧总量异常的增加(减少)能够导致平流层上层温度异常偏冷(暖)和平流层中、下层温度异常偏暖(冷),其中平流层中层温度异常的偏暖(冷)程度要比下层更加明显.     

利用接收函数反演青藏高原西部地壳S波速度结构

相对于宽阔的腹地,青藏高原西部南北向宽度仅约600 km,却记录了印度和欧亚板块汇聚的深部过程及其响应.本文用22台宽频带流动地震台站在西缘构建了一条南北向探测剖面(~80°E,TW-80试验).利用接收函数反演剖面下方S波速度结构,综合西部已有的宽频带探测结果,分析认为:印度板块向北俯冲可能已到达班公湖-怒江缝合带附近,俯冲过程中下地壳发生榴辉岩化;喀拉昆仑断裂带、班公湖-怒江缝合带、阿尔金断裂带均为切穿地壳的深断裂,莫霍面发生错断;喀拉昆仑断裂带和龙木错断裂带之间的中上地壳没有发现连续的S波低速体,说明可能缺乏解耦层,支持青藏高原西部地壳为整体缩短增厚模式.     

地电场信号去噪小波函数的选取

介绍了小波函数的基本性质,并根据密山地电场数据的特征选取适合密山地电场数据去噪的的小波族函数,最后综合去噪结果和误差分析结果选出适合密山地电场数据去噪的最优小波函数和最佳分解层数。     

2013年四川芦山MS7.0地震 强地面运动模拟

运用经验格林函数法模拟2013年4月20日芦山M_S7.0地震的近场强地面运动. 在拟合过程中, 首先参考前人远场反演结果给出的滑动量分布特征和主震波形的包络线特征, 确定强震动生成区的大致范围和数量; 然后利用Somerville等提出的地震矩与凹凸体面积的经验关系式确定强震动生成区细小划分的初值, 继而利用遗传优化算法确定以上二者的最优值及其它震源参数. 将数值模拟波形与实际地震观测记录在时间域和频率域分别进行比较, 结果显示, 在所选取的30个观测台站中, 多数台站的数值模拟结果与实际观测结果符合得很好, 特别是大于1 Hz的高频部分. 断层面上有两个强震动生成区, 其位置与前人反演的滑动量集中分布区相一致, 而且强震动生成区规模比Somerville等获得的标度率估计值要小.      

基于稀疏表示的地面磁共振信号提取方法

在多孔隙含水层中地面磁共振（surface nuclear magnetic resonance,SNMR）信号呈现多弛豫衰减特性,常规盲源分离方法和单指数拟合方法引起信号严重失真和信息缺失等问题.本文提出了基于稀疏表示的随机噪声背景下多弛豫SNMR信号的提取方法.根据SNMR信号的衰减特征,设计了精确刻画SNMR信号且与随机噪声不相关的离散衰减余弦冗余字典.其次,针对多弛豫SNMR信号稀疏度未知的问题,通过设置合理的残差比阈值控制迭代次数,改进了广义正交匹配追踪（generalized orthogonal matching pursuit,gOMP）算法,使得该方法应用于SNMR信号的提取时,具有更好的自适应性和普适性.再次,鉴于SNMR测量数据为多次独立重复采集的结果,提出了基于数据流的SNMR信号提取策略,在提高算法鲁棒性的同时,保证了信号提取结果的唯一性.最后,通过仿真和实测数据证明了基于gOMP算法的稀疏表示方法可以显著地提升多弛豫SNMR信号的提取质量,降低随机噪声对含水层反演结果的影响,提高SNMR探测能力.

     

纳入政府目标考核 建立有效工作机制——合肥市加强和创新防震减灾社会管理的有益尝试

介绍了合肥市创新防震减灾社会管理机制的基本做法,分析了其成效与不足,提出了进一步加强市县防震减灾社会管理的意见和建议。     

关于"一致"地震动衰减规律的探讨

以我国中南地区烈度资料为例,用卡方正交回归烈度和震级的联合椭圆衰减模型,研究了烈度和震级相互转换的一致性问题,给出适合该地区的“一致”地震动衰减关系,并与常规方法得到的最小二乘结果进行比较,结果较为合理。该方法也可用于预测不同地区其它地震动参数衰减关系。