小波气候突变的检测--应用范围及应注意的问题

气候突变及其检测是气候变化研究的一个重要方面。气候突变的表现多种多样,目前也有许多检测气候突变的方法,但这些方法能否准确地检测出气候突变现象,他们的适用范围如何,是一个值得注意的问题。研究表明,尽管小波分析方法在检测序列突变方面具有严格的数学意义,但因为其检测到的是序列的均值突变,因此,在应用于气候突变的检测方面应该特别注意,数学上的严格并不等同于气候意义上的严格。因为某些情况下有些突变点并没有一定的气候意义。     

Strength and stability of frictional sliding of gabbro gouge at elevated temperatures

To investigate the strength of frictional sliding and stability of mafic lower crust, we conducted experiments on oven-dried gabbro gouge of 1 mm thick sandwiched between country rock pieces (with gouge inclined 35° to the sample axis) at slip rates of 1.22 × 10^− 3 mm/s and 1.22 × 10^− 4 mm/s and elevated temperatures up to 615 °C. Special attention has been paid to whether transition from velocity weakening to velocity strengthening occurs due to the elevation of temperature.Two series of experiments were conducted with normal stresses of 200 MPa and 300 MPa, respectively. For both normal stresses, the friction strengths are comparable at least up to 510 °C, with no significant weakening effect of increasing temperature. Comparison of our results with Byerlee's rule on a strike slip fault with a specific temperature profile in the Zhangbei region of North China shows that the strength given by experiments are around that given by Byerlee's rule and a little greater in the high temperature range.At 200 MPa normal stress, the steady-state rate dependence a − b shows only positive values, probably still in the “run-in” process where velocity strengthening is a common feature. With a normal stress of 300 MPa, the values of steady-state rate dependence decreases systematically with increasing temperature, and stick-slip occurred at 615 °C. Considering the limited displacement, limited normal stress applied and the effect of normal stress for the temperatures above 420 °C, it is inferred here that velocity weakening may be the typical behaviour at higher normal stress for temperature above 420 °C and at least up to 615 °C, which covers most of the temperature range in the lower crust of geologically stable continental interior. For a dry mafic lower crust in cool continental interiors where frictional sliding prevails over plastic flow, unstable slip nucleation may occur to generate earthquakes.     

冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展

冰芯记录中的气候变化是古气候研究中的重要组成部分. 极地、中低纬度和热带地区的冰芯记录表明, 在冰期间冰期旋回大尺度气候变化背景下, 全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件, 诸如末次间冰期的干冷事件、末次冰期的DansgaardOeschger事件、 Heinrich事件和Younger Dryas事件等, 虽然这些穿插在冰阶中的暖湿气候事件、间冰阶中的干冷气候事件的成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性. 主要介绍不同区域冰芯记录中末次间冰期冰期旋回这些气候突变事件发生的时间、过程和机制等的研究进展.     

前兆观测中的远场效应及其成因机制的初步探讨

在近２年的前兆观测实践中，我们发现了一种十分有趣的，奇特的现象，在１９９６年３月１９日新疆阿图什６．９级强震发生前和１９９７年３￣４月新疆伽师６级强震群发生前，在远隔２５００公里外的四川地区观测到了多种前兆手段的群体突变事件。我们称它为强震的“远场效应”。本文还对它的成因机制作了初步的探讨。     

构造非平稳运动定量研究的MDD模式制约

利用ＭＤＤ模式得到的连续冷曲线，可以定量地描述地质体的冷却（隆升）过程；采自我国７个不同地区中３８个钾长石ＭＤＤ模式研究结果证明，快速冷却事件存在的普遍性，不同的快速冷却速度可能反映了不同的构造事件；突变因子（δｖｉ）可以定量地描述地质体非平稳运动以及突变程度，并且使得不同地质事件非平稳程度的对比成为可能。     

中国东部6区域近1000年干湿序列的重建和气候跃变分析

本文利用我国的历史气候记载，为东部6区域重建了最近1033年的时间分辨率为1年的区域于湿气候序列，讨论其可靠性，并分析其变化的准周期性和跃变特征。跃变分析采用移动t检验方法，分析各区域干湿气候的世纪尺度和10～20年尺度的跃变现象，辨识跃变信号的参考年代，指出北方各区域的跃变趋势相同，但有时与长江下游地区相反，以及跃变信号在寒冷气候背景下较多出现等特点。     

Spatial correlation of deformation and mineral reaction in experimentally deformed plagioclase–olivine aggregates

Shear deformation of hot pressed plagioclase–olivine aggregates was studied in the presence and absence of mineral reaction. Experiments were performed at 900 °C, 1500 MPa, and a constant shear strain rate of 5×10⁻⁵ s⁻¹ in a solid medium apparatus. Whether the mineral reaction between plagioclase and olivine takes place or not is controlled by choosing the appropriate plagioclase composition; labradorite (An₆₀) does not react, anorthite (An₉₂) does. Labradorite–olivine aggregates deformed without reaction are very strong and show strain hardening throughout the experiment. Syndeformational reaction between olivine and anorthite causes a pronounced strain weakening. The reaction produces fine-grained opx–cpx–spinel aggregates, which accommodate a large fraction of the finite strain. Deformation and reaction are localised within a 0.5-mm-wide sample. Three representative samples were analysed for their fabric anisotropy R* and shape-preferred orientation α* (fabric angle with the shear plane) using the autocorrelation function (ACF). Fabric anisotropy can be calibrated to quantify strain variations across the sheared samples. In the deformed and reacted anorthite–olivine aggregate, there is a strong correlation between reaction progress and strain; regions of large shear strain correspond to regions of maximum reaction progress. Within the sample, the derived strain rate variations range up to almost one order of magnitude.     

黄河流域天然径流量突变性与周期性特征

突变性和周期性是水文时间序列的两个重要特征。黄河流域面积广阔，各区域水文水资源系统演变规律各不相同，它们的突变和周期变化及其形成的物理机制遍异，因此系统分析各区域水资源突变性和周期性特征及其影响机制具有重要意义。把黄河流域划分为15个区域，计算出各区域1951—1998年的年天然径流量系列。利用Mann-Kendall非参数检验方法检测黄河流域各区域年天然径流量的突变年份，结果表明各区域的突变年份不完全一致，主要在1953—1955年、1979—1983年、1991—1993年等发生了突变，这些突变与北半球气候突变具有一致性，且由于下垫面改变、人类活动等影响而复杂化。利用Morlet小波分析各区域年天然径流量的变化周期，发现主要存在3～4a、7～9a、11a的周期，形成这些周期的物理因子有太阳黑子、海—气相互作用和下垫面因素等。通过分析黄河流域主要产流区不同时段小波系数变化，发现20世纪80年代之后年径流量主要以短周期变化。     

湖北省旱涝灾害致灾规律的初步研究

利用1960—2005年湖北省76个地区气象灾害的灾情普查数据和逐日降水量观测资料,对湖北省旱涝灾害的时空分布特征及其致灾规律进行分析。结果表明:干旱灾害的频发区呈东西走向的带状分布,而洪涝灾害的发生频次和频发区面积均明显少于干旱;干旱和洪涝灾害年平均发生站次在1996年以后出现相反的变化趋势,干旱发生站次增加,而洪涝发生站次减少,且两种灾害均主要集中发生在夏季;1996—2001年湖北省部分地区连续出现严重干旱灾害,干旱的累积增强效应导致农业经济损失出现跳跃性增长并在2001年达到最大值;洪涝的致灾强度呈准周期的起伏振荡,农作物受洪涝影响面积最大、损失最多的年份集中在20世纪90年代,农作物受害面积与农业经济损失的决定系数为0.8;受害人口与直接经济损失具有较好的相关特征,且直接经济损失随受害人口增多而增加的速度加快,但近年来人口对洪涝灾害的抵御能力也显著提高;急转干旱和急转洪涝主要发生在鄂西北和鄂东南的夏季,农作物的脆弱度增加,农业经济损失随受害面积增大而增加的速度加快,但所造成的农业经济损失远小于仅发生干旱和洪涝时的数值。