利用背景噪声进行地震成像的新方法

利用背景地震噪声提取格林函数，即通过一对台站记录的地震噪声进行互相关计算，来近似台站间的格林函数，并进一步通过地震成像获取地下结构的认识，成为最近跨学科研究的热点问题之一.本文首先叙述了其发展背景及过程，然后分别从四个角度，简要介绍了目前对其物理原理的解释.如果该方法能得到进一步的发展，将不再依赖于天然地震以及人工地震，而仅仅利用地震台站记录的地震噪声便可获取高分辨率的地下成像.该方法将会大大促进地震学的发展.     

Source parameters of intermediate-depth Vrancea (Romania) earthquakes from empirical Green's functions modeling

Several source parameters (source dimensions, slip, particle velocity, static and dynamic stress drop) are determined for the moderate-size October 27th, 2004 (M_W = 5.8), and the large August 30th, 1986 (M_W = 7.1) and March 4th, 1977 (M_W = 7.4) Vrancea (Romania) intermediate-depth earthquakes. For this purpose, the empirical Green's functions method of Irikura [e.g. Irikura, K. (1983). Semi-Empirical Estimation of Strong Ground Motions during Large Earthquakes. Bull. Dis. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., 33, Part 2, No. 298, 63–104., Irikura, K. (1986). Prediction of strong acceleration motions using empirical Green's function, in Proceedings of the 7th Japan earthquake engineering symposium, 151–156., Irikura, K. (1999). Techniques for the simulation of strong ground motion and deterministic seismic hazard analysis, in Proceedings of the advanced study course seismotectonic and microzonation techniques in earthquake engineering: integrated training in earthquake risk reduction practices, Kefallinia, 453–554.] is used to generate synthetic time series from recordings of smaller events (with 4 ≤ M_W ≤ 5) in order to estimate several parameters characterizing the so-called strong motion generation area, which is defined as an extended area with homogeneous slip and rise time and, for crustal earthquakes, corresponds to an asperity of about 100 bar stress release [Miyake, H., T. Iwata and K. Irikura (2003). Source characterization for broadband ground-motion simulation: Kinematic heterogeneous source model and strong motion generation area. Bull. Seism. Soc. Am., 93, 2531–2545.] The parameters are obtained by acceleration envelope and displacement waveform inversion for the 2004 and 1986 events and MSK intensity pattern inversion for the 1977 event using a genetic algorithm. The strong motion recordings of the analyzed Vrancea earthquakes as well as the MSK intensity pattern of the 1977 earthquake can be well reproduced using relatively small strong motion generation areas, which corresponds to small asperities with high stress drops (300–1200 bar) and high particle velocities (3–5 m/s). These results imply a very efficient high-frequency radiation, which has to be taken into account for strong ground motion prediction, and indicate that the intermediate-depth Vrancea earthquakes are inherently different from crustal events.     

关于气象灾害笼罩面积与出现概率的一个定理

从气象图表(如天气图)上可以得到某气象灾害(如暴雨、高温,也可以是一般气象现象、要素、变量等)所笼罩的面积占总面积的百分比F,从气象资料中可以得到该气象现象的出现概率p。本文证明:F对时间的平均值等于p对天气图面积的平均值。本文初步讨论了这个定理的应用,还指出对这类问题的深入分析会引出分布函数概念和熵气象学。     

一种深度图像拟合圆柱的优化方法

圆柱状构件广泛存在于古建筑仿真中,为了提高古建筑深度图像圆柱拟合的精度,针对古建筑仿真3维建模的特点,提出基于高斯图获取圆柱拟合参数初始值,然后利用圆柱距离函数参数化法进行非线性最小二乘拟合的圆柱拟合方法。实验证明,该方法不仅具有较高的精度,而且拟合结果稳定可靠。     

基于模糊数学的公路枢纽重要性综合评判

通过对交通枢纽的介绍强调了公路枢纽的重要性,具体介绍了模糊综合评判的方法,重点介绍了隶属函数的概念以及常见的模糊分布,然后对公路枢纽的重要性进行了模糊综合评判,最后用东北地区几个城市的数据验证了模型的合理性。实验结果表明,利用模糊数学的方法,对于评判交通枢纽的重要性起着关键的作用。     

大庆采油一厂GIS数据查询与维护模块的设计与实现

利用VB在GeoStar地理信息系统开发平台上进行二次开发,实现大庆油田采油一厂水泡子地理信息系统的3维数据查询与维护。介绍了系统的模块组成和功能,以及实现各项功能的关键技术。该系统灵活实用、功能较全,通过实际生产应用,反映出在地面水域地理信息数据计算与管理、直观显示等方面具有很好的实用价值。     

北半球高纬地区年际尺度循环过程中的气-海-冰相互作用关系

基于一个全球气-海-冰耦合模式数值模拟结果,对北半球高纬度地区年际尺度的气-海-冰相互作用进行了分析。在所使用的全球气-海-冰耦合模式中,大气环流模式和陆面过程模式来自国家气候中心,海洋环流模式和海冰模式来自中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室。采用一种逐日通量距平耦合方案实现次网格尺度海冰非均匀条件下大气环流模式和海洋环流模式在高纬地区的耦合。只对50 a模拟结果中的后30 a结果进行了分析。在分析中,首先对滤波后的北半球高纬度地区海平面气压、表面大气温度、海表面温度、海冰密集度及海表面感热通量的标准化距平做联合复经验正交函数分解,取第一模进行重建,然后讨论了在一个循环周期(约4 a)中北半球高纬度地区气-海-冰的作用关系。结果表明:(1)当北大西洋涛动处于正位相时,格陵兰海出现南风异常,使表面大气温度升高,海洋失去感热通量减少,海洋表面温度升高,海冰密集度减小;当北大西洋涛动处于负位相时,格陵兰海出现北风异常,使表面大气温度降低,海洋失去感热通量增多,海洋表面温度降低,海冰密集度增加。巴伦支海变化特点与格陵兰海相似,但在时间上并不完全一致。(2)多年平均而言,北冰洋内部靠近极点区域为冷中心。当北冰洋内部为低压异常时,因异常中心偏向太平洋一侧,使北冰洋内部靠近太平洋部分为暖平流异常,靠近大西洋一侧为冷平流异常。伴随着暖、冷平流异常,这两侧分别出现暖异常和冷异常,海表面给大气的感热通量分别偏少和偏多,上述海区海表面温度分别偏高和偏低,海冰密集度分别偏小和偏大。当北冰洋内部为高压异常时特点正好与上述相反。由上述分析结果可知,在海洋、大气年际循环中,大尺度大气环流变率起主导作用,海洋表面温度和海冰密集度变化主要是对大气环流变化的响应。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%。据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型。第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小。第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2~4 a、8~14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中。应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

中尺度大气波动的波谱和谱函数——数学模型和计算方法

作者得到了准二维Boussinesq方程组，并用其研究了中尺度大气波动的波谱和谱函数。在一定条件下对该方程组线性化并取标准模后，可将其初边值问题转化为矩阵的广义特征值问题来进行数值求解，这样就可知原问题波谱和谱函数的性质。当无基本流且取地转参数、层结参数为常数时，可求得其波谱和谱函数的解析解。此时该模式中仅包含有一对重力惯性内波模态，且各模态均是简谐波；模态越高，垂直波数越大则波动传播得越慢，所有的模态均为离散谱，并存在聚点。对此作者用数值解作了验算，结果表明，该数值求解方案合理可行，对不太高的模态其精度也令人满意。在无基本流然而考虑层结的垂直变化后，则一般无法求取解析解，为此进行了数值求解。这时该模式仍仅包含有一对重力惯性内波的离散谱模态，不过由于层结参数的变化，各模态结构与简谐波出现了偏差。