On the adequacy of second-order models to predict abnormal waves

The paper is intended to extend the investigations about the nature of abnormal waves that have been reported in the work of Guedes Soares et al. (Characteristics of abnormal waves in North Sea states. Applied Ocean Research 25, [337–344]). The same dataset gathered at the oil platform North Alwyn in the North Sea during the November storm in 1997 is used along with the time series from the Draupner platform, in which an abnormal wave occurred. The data are reanalyzed from the viewpoint of the applicability of second-order models to fit large waves. The observed results confirm that the second-order approximation is not adequate to describe highly asymmetric and abnormal waves.     

Analysis of wave groups by wave envelope-phase and the Hilbert Huang transform methods

The wave groups are studied by both conventional wave analysis methods and by the non-stationary Hilbert Huang Transform (HHT) method. Full-scale wave records containing abnormal waves are used. Instantaneous quantities, such as envelope, phase and frequency, are adopted to study the wave grouping. A refined definition of wave group is proposed considering that the wave process is simultaneously amplitude and frequency modulated. The validation of the proposed definition is conducted by analysis of numerical simulation data. Group parameters are proposed based on the time-frequency distribution of energy. An attempt is made to find the relationship between the characteristics of abnormal waves and the group characteristics.     

景泰M_S4.7地震前的定点形变异常

2014年11月15日,在甘肃省白银市景泰县发生MS4.7地震,震源深度10km。在震中附近200km以内,甘肃省地震局共安装架设有14台各类形变观测仪器。本文通过对这些形变观测仪产出的分钟值观测资料做小波分析发现,在地震前1个月内共有11台(套)形变观测仪记录到了异常变化。其中:SSY、TJ、DSQ、SSQ型观测仪记录到异常的同步性非常好;CZB型观测仪记录到的异常比较乱,没有固定的规律。通过对这些异常变化的总结能够为地震预测提供一定的判断依据。     

南海海底地震仪异常数据的分析和处理

海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer, OBS)数据处理至关重要,是获取深部地壳结构的基础与前提.2006年实施OBS2006-2测线时,有2台OBS(OBS03,OBS06)数据出现异常,无法使用.由于海上航次花费巨大,采集到的数据弥足珍贵.本文采用数据格式检查、邻近台站对比分析、重采样等方法,成功地对这2台OBS数据进行了解编处理,得到了这两个台站的综合地震记录剖面;利用上述方法对2011年实施的OBS973-3测线中的异常台站OBS03进行了分析处理,同样得到了OBS03台站的综合地震剖面;通过查看两次海上实验班报发现,OBS2006-2测线之OBS06与OBS973-3测线之OBS03内部Sedis编号相同,为同一台记录仪器,再一次验证上述处理方法正确可行;然后对OBS2006-2测线2个台站进行震相识别与走时拾取后,利用前人纵波速度模型开展了射线追踪与走时模拟.此次对异常OBS数据的重新处理工作,不仅为OBS探测提供了宝贵的数据处理经验,而且将提高OBS2006-2测线地壳结构的可靠性和约束性,具有重要的研究意义.     

新疆OLR基本特征及强震前的异常现象

利用美国国家环境监测中心的NOAA卫星长波辐射(OLR)月际资料进行数据的月距平、涡度场计算等处理,总结分析了新疆地区长波辐射场的基本特征.对2003年以来新疆及其周边地区发生的中强震进行研究,发现在部分地震前震中及附近地区出现较明显的高值辐射异常,认为这种现象可能与强震前的地一气系统变化有关.应用OLR资料进行新疆地区的地震趋势预测研究可在一定程度上弥补前兆台网监测能力的不足.     

中国地区地磁异常静日（AQD）的初步分析

本文将G.M.Brown等人对离Sq电流体系焦点较远处台站的异常静日（AQD）的H分量分析,发展为对包括Sq电流体系焦点附近台站和Z、D分量在内的AQD分析。主要分析了中国五个地磁台D、H、Z三要素静日最大值和最小值出现时间的分布,及其季节变化和逐年变化规律。结果表明,D、Z也有和H类似的AQD现象,其出现的年频度,也有与太阳黑子数反相变化的趋势。在有三个多太阳周资料的佘山台,太阳极小年AQD(Zmax)出现的频度,和随后的太阳极大年的黑子数R呈近似线性的关系。最后,本文对今后我国开展变化磁场的分析研究提出了建议。     

黄土高原春季干旱时空分异特征

采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原1961 2010年气候要素资料,研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征。结果表明:1961 2010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征,其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大,中部周边干旱强度增加次之,东北部和西部边缘呈减弱趋势。研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态,异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部。东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征。根据载荷向量不同模态空间异常分布型,可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型,南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势,其由弱变强的突变点出现在1977年,西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势,但未通过显著性检验,没有突变。西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期,东北部存在显著的5~6年振荡周期。     

2016年我国梅雨异常特征及成因分析

利用国家气候中心梅雨监测资料和NCEP再分析资料,对2016年我国梅雨异常特征及其大尺度环流成因进行了分析。结果表明:（1）2016年我国梅雨有明显的区域特征,其中江南区入梅偏早14天,与1995年并列成为1951年以来入梅最早的年份,出梅偏晚11天,梅雨期（量）偏长（多）,但梅雨期日平均降水量偏少;长江区入梅和出梅均偏晚,梅雨期接近常年,但梅雨量偏多一倍以上,梅雨量和梅雨期日平均降水量分别为1951年以来历史同期第三和第二高值;江淮区入梅、出梅及梅雨期接近常年,但梅雨量偏多。（2）对流层高、中、低层环流系统冬夏季节性调整和转变显著提前的共同作用,导致了2016年江南区入梅显著偏早;东亚副热带西风急流、西太平洋副热带高压（副高）和东亚夏季风涌在7月中旬阶段性地南落导致了江南区和长江区出梅偏晚。（3）受到前冬超强厄尔尼诺衰减和春、夏季热带印度洋全区一致海温模态偏暖的影响,梅雨期副高异常偏强,副高西南侧转向的水汽输送异常偏强,并在长江区和江淮区与北方弱冷空气辐合,造成梅雨量异常偏多。     

柯坪6.5级地震的部分前兆异常及预报

1991年2月25日柯坪6.5级地震前,震中附近地区的土层地应力、金属摆倾斜仪等多项前兆观测出现异常变化,说明强震发生前近场灵敏度较低的简陋仪器也能观测到明显的前兆反应。分析、认识这些异常对地震短临预报的决策是有益的。     

震源系统小震调制比（r＿m）和异常面积（Sr＿m）起伏加剧的时空特征与强震的中、短期预报

本文对强震前震源系统的调制比ｒ＿ｍ和调制比异常面积Ｓｒ＿ｍ随时间变化的起伏加剧现象进行回顾性研究，得到下列研究结果：（１）强震前近源区以及中强震前近源区大多出现调制比ｒ＿ｍ的起伏加剧，并大多在起伏频次达三次时有大震或中强震发生。（２）大多数中、强地震前ｒ＿ｍ异常面积Ｓｒ＿ｍ围绕震源区呈现由小至大、由大至小的过程，因此引入最小异常面积Ｓｒ＿（ｍｉｎ）和最大异常面积Ｓｒ＿（ｍａｘ）之比γ作为中、短期预报指标，根据统计得到异常指标［γ］如下式某些震例在震前出现异常面积Ｓｒ＿ｍ起伏的加剧过程，初步认为是震源区周围调整单元调整能力较差导致的结果。（３）ｒ＿ｍ、Ｓｒ＿ｍ起伏加剧开始时间与震级有关，震级愈大，起伏加剧出现愈早。根据半年步长逐月滑动得到的ｒ＿ｍ－Ｔ图，起伏加剧开始至发震的时间与震级Ｍ的统计，得到如下关系（Ｔ以月计）Ｍ＝４．２９＋０．１１Ｔ（４）强震前场区异常一般呈现随机异常型、波动型和衰减型三种。若场区某统计区出现ｒ＿ｍ的三次起伏加剧时，说明该统计区未来有强震发生。（５）由自治系统和非自治系统原理初步解释了震前震源区周围调整区调制比ｒ＿ｍ及调制比异常面积Ｓｒ＿ｍ起伏现象的周期特征。