“98.7”武汉特大暴雨的能量锋锋生分析

对武汉地区１９９８年７月２１￣２２日连续两天出现的特大暴雨过程进行雨情和天气环流特征分析,认为这次特在暴雨的发生是一次７００ｈＰａ能量锋区锋生的结果;造成能量锋锋生的主要原因是非绝热θｓｅ平流、锋区上中－β尺度低涡成生和对流不稳定大气中环绕锋区有正垂直环流;通过对锋生函数的定量计算,其结果与定性分析相吻合。     

98.7特大暴雨的动力学及能量诊断分析

利用非静力中尺度模式MM5的客观分析资料对引起这次特大暴雨的可能机制进行了讨论。指出，在“98．7”暴雨发生发展期间，梅雨锋系的冷（暖）锋后（前）部分别有与冷（暖）锋平行的θse密集（稀疏）带，这表明θse能很好地反映气团与梅雨锋扰动在地面附近的热力结构特征。对该过程的三维空间动力学锋生函数进行的诊断结果发现，925hPa的锋生带与武汉及其周边地区的暴雨带相当接近，揭示了暴雨带与锋生强迫有一定的动力学关系。而850hPa的锋生分布为实际未来48h的暴积降水量分布提供了可能预报依据。从能量的观点来看，在暖锋区为高温、高湿和高能区，并且，不稳定的大气层结是产生此次强暴雨过程的主要物理条件之一。     

用压缩感知方法研究大地震的破裂过程——方法与研究进展

通过观测方法来研究大地震的破裂过程是认识地震破裂物理规律最重要的手段之一.本文较为详细地介绍了基于稀疏反演理论的压缩感知方法及其在研究大地震破裂过程中不同频率能量释放的时空分布中的应用,着重介绍了采用压缩感知算法所获得的俯冲带特大逆冲型地震与频率及深度相关的能量释放过程,并讨论了该过程与随深度变化的同震断层滑移量和早期余震分布之间的关系.这为认识俯冲板块表面随深度变化的摩擦性质和俯冲带大地震的破裂规律提供了重要的观测结果.最后本文讨论了通过观测手段研究大地震破裂过程的现状和未来,并展望了压缩感知算法在研究地震破裂能量释放及其他地震学和地球物理学领域中的应用.     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明：此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明:此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

地转适应与锋生

地转适应过程是大气中的重要过程。对地转适应问题及其在锋生动力学中的应用作了简单回顾,同时利用最小能量原理指出地转适应的终态是否满足地转平衡关系取决于初始不平衡扰动的位涡分布。     

地震三要素对拱桥能量响应的影响

运用能量方法分析了不同地面运动作用下地震三要素(幅值、持时、频谱特征)对拱桥总输入能量、阻尼耗能、滞回耗能总量分配比例的影响.研究结果表明:拱桥结构的总输入能、滞回耗能和阻尼耗能随地震动幅值的增大而增加,尤其是滞回耗能增长更快;拱桥的总输入能,滞回耗能和阻尼耗能随着地震反应持时的增加而增加,且呈线性变化趋势,但阻尼耗能较之总输入能和滞回耗能增速较小;相同加速度峰值条件下,输入频率集中且震荡幅值较大的地震波,地震输入能、滞回耗能、阻尼耗能相应较大.     

基于节点汇聚的地震序列分析方法

基于时空影响域方法构造地震网络,结果显示地震网络具有小世界、无标度等复杂网络的一般特征.选取1990年至2010年的四川地震数据进行研究,这些地震大多分布在龙门山断裂带上.对所构造的地震网络进行节点汇聚,得到以节点为单位的地震序列,序列类型为前震-主震-余震型.通过对地震序列的能量变化进行研究发现,能量的变化不具有周期性,而一定大小的时间窗口内的地震能量和的变化具有周期性,且能量中心分布在龙门山断裂带的主中央带上.这些结果说明,基于节点汇聚的地震序列分析方法对于认识地震的发生规律具有重要的意义.     

浙江省地震及邻近地区地震对该省的影响

通过对浙江省的地震构造带和地震的分布规律及其邻近地区地震对浙江省影响的研究，分析了构造活动一地震的关系，总结了浙江省的地震状况及受邻近地区地震影响的烈度，有助于预测浙江省地震及邻近地区地震对浙江省的影响程度。     

我国锋的消长区

锋生(锋消)在天气学和气候学方面是一个重要问题。本文用OT_(1000)~(700)代表对流层下部的热力场,用850hpa风场代表对流层下部气流场,我们采用S.Petterssen锋生函数公式(F=d/(dt)|▽s|)计算20°—50°N,75—125°E范围内250km×250km网格点上1、4、7、10月的锋生函数值F。同时统计了1960—1969年通过上述区域各季中月的实际锋发生频数,两者作对比分析,用以说明我国冬夏春秋四季锋生(消)和实际锋频数的分布。     

探讨与汶川地震有关的焦点科学问题

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论和新划定的3.6版汶川地震区,再次探讨了与2008年汶川地震有关的若干科学问题,包括该震是否为主震?该震、2013年芦山MS7.0地震、2017年九寨沟M_S7.0地震之间关系?该震是否存在复发周期?该震发生前是否存在显著物理前兆?该震与紫坪铺水库之间关系?研究结果表明:汶川地震并非汶川地震区当前地震周期主震,未来将发生MS8.0~8.3标志性地震;2013年芦山地震和2017年九寨沟地震有直接联系且均与汶川地震密切相关,两者同为下一次标志性地震前的两次显著预震;汶川地震区标志性地震及其未来主震是否存在复发周期目前尚不能作出明确判断;在汶川地震前,由于自1995年12月18日后其震源体的物理状态长期保持近似不变,故不可能观测到显著的中长期与短临物理前兆;紫坪铺水库对汶川地震孕育过程的影响很小,可以忽略。     

基于能量准则的SDOF阻尼减震结构最大地震位移

粘滞阻尼耗能能减小结构地震反应。根据振动等能量准则 ,由地震动力能量方程推导了单自由度 (SDOF)弹性体系的地震最大位移反应与阻尼比的关系。与地震动力时程数值分析方法计算得到的结果对比表明 :该文理论结果较好地反映了 SDOF结构的最大地震位移反应。在地震动特征周期处产生类共振时阻尼减震效果更为显著。利用振动等能量准则方法可较为简便地确定阻尼减震结构体系的最大位移反应和进行减震设计。     

断层破碎带影响下隧道的震害分析

断层破碎带对隧道震害影响巨大,利用FLAC3D数值计算方法,研究了不同空间方位断层破碎带影响下隧道的地震破坏规律。研究结果表明:含断层破碎带是隧道震害发生的主要影响因素;在相交断层破碎带处,与隧道横断面大角度相交的工况比小角度相交的工况不利,且破坏的部位发生在与断层破碎带相交的位置;在非相交断层破碎带处,倾角为30°的工况最不利,且隧道破坏发生在左边墙肩部和右边墙角部,位于地震波输入的水平和竖直扰动的剪切波和疏密波的合力方向。     

脉冲型地震动模拟与隔震桥墩性能的能量分析

用改进的三角函数方法来模拟近断层地震地面激励,对非线性隔震桥梁单墩模型进行了地震响应和能量分析.通过对波形、脉冲周期和峰值速度等地震动参数的调整来表征不同的脉冲效应,在前向、前后向和多环3种不同的脉冲渡作用下,隔震桥墩反应规律类似,以第3种冲击形式结构的响应值最大、输入结构的地震动能量最多.脉冲周期是决定地震动破坏能力的重要参数,通过定义累积滞回耗能比和瞬时耗散能量比,表明隔震支座有效耗能能力在短周期脉冲作用下较小,在长周期部分趋于稳定,而在中短周期部分单纯依靠隔震支座耗能不足以有效降低地震危害.通过引入瞬时输入能量概念,表明瞬时地震输入能量和结构地震响应密切相关,用瞬时输入能量来表征地震动强度是合适的指标.     

上海地区地震动及场地效应对桥梁抗震的影响

对上海地区可能遭遇的典型地震动进行了 β谱曲线的分析与比较 ,进一步考察了场地效应的影响 ,并选取上海市内环线标准段和延安路 -成都路高架结构进行地震反应分析 ,对不同潜源、不同震级的地震动作用时的地震反应进行比较分析 .研究表明 ,上海地区桥梁应具有更高的抗震要求 ,建议针对上海地区特点对城市桥梁抗震规范的反应谱作适当修正     

Slip zone and energetics of a large earthquake from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project

Determining the seismic fracture energy during an earthquake and understanding the associated creation and development of a fault zone requires a combination of both seismological and geological field data. The actual thickness of the zone that slips during the rupture of a large earthquake is not known and is a key seismological parameter in understanding energy dissipation, rupture processes and seismic efficiency. The 1999 magnitude-7.7 earthquake in Chi-Chi, Taiwan, produced large slip (8 to 10 metres) at or near the surface, which is accessible to borehole drilling and provides a rare opportunity to sample a fault that had large slip in a recent earthquake. Here we present the retrieved cores from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project and identify the main slip zone associated with the Chi-Chi earthquake. The surface fracture energy estimated from grain sizes in the gouge zone of the fault sample was directly compared to the seismic fracture energy determined from near-field seismic data. From the comparison, the contribution of gouge surface energy to the earthquake breakdown work is quantified to be 6 per cent.     

Some thoughts on seismotectonics of major earthquake occurrence zones in China

A major earthquake occurrence zone means a place where M≥6 events have occurred since the Holocene and similar shocks may happen again in the future. The dynamic context of the major earthquake occurrence zones in China is primarily associated with the NNE-directed push of the India plate,next with the westward subduction of the Pacific plate. The Chinese mainland is a grand mosaic structure of many crust blocks bounded by faults and sutures. When it is suffered from boundary stresses,deformation takes place along these faults or sutures while the block interiors remain relatively stable or intact. Since the Quaternary,for example,left slip on the Xianshuihe-Xiaojiang fault zone in southwestern China has produced a number of fault-depression basins in extensional areas during periods Q1 and Q2. In the Q3,the change of stress orientation and enhancement of tectonic movement made faults of varied trends link each other,and continued to be active till present day,producing active fault zones in this region. Usually major earthquakes occur at some special locations on these active fault zones. During these events,in the epicenter areas experience intensive deformation characterized by large-amplitude rise and fall of neighboring sections,generation of horst-graben systems and dammed rivers. The studies on palaeoearthquakes suggest that major shocks of close magnitudes often repeated for several times at a same place. By comparison of the Chi-Chi,Taiwan event in 1999 and Yuza,Yunnan event in 1955,including contours of accelerations and intensities,destruction of buildings,and in contrast to the Xigeda formation in southwestern China,a sandwich model is established to account for the mechanism of deformation caused by major earthquakes. This model consists of three layers,i. e. the two walls of a fault and the ruptured zone intercalated between them. This ruptured zone is just the loci where stress is built up and released,and serves as a channel for seismic waves.     

中国陆域近10年地震时空分布统计特征

对中国陆域近10年4级以上地震震中的空间分布和季节分布特征进行了统计分析，从1994年1月到2005年2月间的4级以上地震，共计966次。近10年的地震空间分布与中国陆域历史地震分布基本吻合。中国陆域地震活动与印度板块、太平洋板块及欧亚板块间的相互作用有关，与前者相关的地震位于青藏高原及其外围地区；与后者密切的地震活动集中在中国陆域南海，尤其是台湾省。同时地震活动多围绕断块的周围分布。地震震中较集中地分布在活动断裂带附近、断裂带密集分布地带以及大构造区域的边界地带。地震年际活动的季节统计分析表明，地震高峰期集中出现在春季和秋季，各年地震活动波动性最大，地震距平曲线与地球自转速度变化曲线协同，地球自转速度的季节性变化是影响地震活动的基本因素之一。     

“311”东北日本M9.0大地震可预测性特征探索

 大地震不是任何地方都能发生的,大地震也不是任何时间都能发生的,大地震有其特定的时空结构。前期工作表明,条环交会、差异活动以及深震与“天外来客”事件等是制约发震时空窗口的主要因素。2011年3月11日发生在日本海沟俯冲带的M9.0大地震,其震前地震活动全面、清晰地展现出了其可预测性特征：(1) 1925年开始出现的板间地震长期平静区;(2) 2003年开始出现的位于平静区中部,起始于深震的海沟垂向地震活动条带;(3) 2009年3月(海沟垂向地震活动条带形成后)开始出现的广义前震发震地方时的非随机显著聚集特征;(4) 2011年3月9日(主震前2天)发生在平静区内的前震。主震发生在平静区边缘,海沟垂向地震活动条带与日本海沟板间地震带的交会处的地震活动差异性较大的地方,其断层面与海沟垂向地震活动条带内另外两个板间地震(2005-08-16地震和前震)的断层面共面。主震发生于广义前震发震地方时非随机聚集时段的中位时辰。日本大地震的可预测性特征逐一印证了我们的前期研究。