汶川特大地震前电离层主要参量变化

利用GPS-TEC和厦门电离层测高仪数据, 分析了汶川大地震前我国地区电离层的形态和变化. 其中, 利用JPL提供的电离层TEC地图数据分析发现, 在地震前3天的下午16~18 LT, 汶川以东南约20°范围内的我国地区电离层TEC出现了10~15 TECU的显著增强, 同时在南半球磁力线共轭区也出现了电离层TEC增强现象, 增强幅度约10 TECU, 在此区域外全球其他地区未见明显TEC增加或减少. 从TEC数据中也可以看出在地震前6天(5月6日)我国南方地区发生了电离层TEC减小现象, 与9日出现的电离层TEC增强现象相比, 此次减小的幅度较小(约4 TECU)、区域较大(经度方向约80°), 在南半球磁力线共轭区域未见如此大面积的TEC同步减小现象. 主要分析厦门站数据并参照少数其他台站测高仪资料的监测结果显示, 我国多个电离层垂测站均观测到电离层的异常扰 动. 发现震前3天地震附近地区出现了电离层参量异常增加, 与以往研究发现的震前电离层参量异常减小的结果不一致, 初步分析此次震前震前3天电离层参量异常增加可能与该区域电场突然增加有关, 可能是本次地震的电离层前兆; 震前6天电离层参量的异常减小可能与发生在5月5日的地磁小扰动有关, 具体因素需进一步分析.     

中国东部1960~2008年夏季极端温度与极端降水的变化及其环流背景

中国东部极端气候事件及其变化与东亚夏季风和相应的环流密切相关.本文使用奇异值分解方法研究了中国近50年极端温度与极端降水事件频率的关系.1980~1996年,主要的分布型为中国东部的北侧地区极端高温日数较少而极端降水日数较多,其南侧地区极端高温日数较多对应极端降水日数较少;这种空间分布自1997年起呈反向变化,即较少的极端高温日数和较多的极端降水日数发生在长江以南地区,以北地区相反.通过分析1997年前后两个时间段的大气环流的年代际差异,可以得出我国东部北侧/南侧的中层异常高/低压,高层异常东/西风,减弱的东亚夏季风及位于30°N,110°E对流层高层的冷中心都有利于极端高温与降水事件频率的这种协同变化.     

卫星热红外异常——临震前兆

地震前出现增温异常,早已被人们所察觉,不少人曾对其进行过研究。但采用台网定点观测的方法,只能得到局限于某些地点的定时温度资料,而得不到孕震范围的大面积的温度动态演变资料。利用卫星热红外辐射探测地面温度,则具有资料准确、覆盖面广、信息量大、能捕捉震前增温异常的时空动态变化等优点。但目前仅见苏联有过探讨卫星热红外异常与地震活动关系的文章。作者利用卫星热红外异常对1989年10月山西大同地震等进行了实际监测和试报,初步探索了利用该手段进行临震预报的思路和方法。     

基于遥感观测的21世纪初中国区域地表土壤水及其变化趋势分析

综合利用3组最先进的AMSR-E地表土壤水反演产品,通过集合分析的方法,生成中国区域内2003～2010年月平均地表含水量集合数据.在此基础上,分析了21世纪初中国区域内地表土壤水的时空分布格局及变化趋势.发现:(1)集合分析数据能在一定程度上克服单一反演产品中的系统偏差,弥补了单一反演产品的局限性,得到更加客观的中国区域内遥感地表土壤水时空分布信息;(2)在这期间,中国区域内干旱区以变湿为主导,半干旱区以变干为主导,总体上变干的面积大于变湿的面积;(3)三套反演数据年和季的变化趋势各自不同,但它们都一致显示在夏季变干为主导,而且这些变干的区域主要分布在我国主要粮食产区;(4)结合GPCP降水变化趋势,发现气候变化可能是导致干旱区变湿以及半干旱区变干的因素之一;(5)结合MODIS地表温度变化趋势,发现过去8年中降湿增温区面积最大(33.2%),依次为降湿降温区(27.4%),增湿增温区(21.1%)和增湿降温区(18.1%).其中降湿增温区和降湿降温区主要分布在我国的重要粮食产区,而增湿增温区则主要分布在西北部和西藏等非农业区.这样的变化趋势对我国的农业可持续发展和生态维护是十分不利的.     

春季北极涛动对南海气候的影响

利用1979~2013年月降水量和NCEP再分析大气环流资料,分析了春季(3~5月)北极涛动对南海气候变率的可能影响.结果表明,春季南海多气候要素主导模态的时间系数与同期北极涛动指数相关系数达?0.4,超过95%的信度水平,二者反位相的特征在年际尺度上更加明显.当北极涛动指数为正异常时,西太平洋副热带高压减弱,热带西太平洋有异常气旋式环流,南海地区偏南风减弱,南海大部分地区降水增多,北部到华南地区降水减少,北极涛动指数为负异常时情况则相反.北极涛动可由两条途径影响南海地区气候,一是通过青藏高原南侧西风急流的波列,二是通过北太平洋西风急流区南北侧的偶极型环流异常.南海地区环流和气候的异常与这两条途径的相对强弱和配置有关,当高原南侧波列异常偏强同时北太平洋偶极型异常偏弱时,二者共同作用可增强西太平洋副热带高压和南海地区异常反气旋环流,导致降水的显著减少.当北极涛动指数为正异常时,北太平洋偶极型南支的气旋还可触发热带地区海气相互作用间接影响南海气候.     

中国东部城市化与地面非均匀增暖

利用1979～2008年中国东部312个站点均一化调整后的地面气温观测资料及DMSP/OLS夜间灯光数据, 运用滑动空间距平方法, 对冬夏地面气温变化趋势在不同空间尺度下的非均匀性进行检测, 并分析了城市化对地面增暖的影响. 结果表明, 中国东部夏季和冬季的增温高值中心分别集中在长三角和京津冀地区, 其中长三角地区夏季的增暖主要是由夏季最高气温的增加所导致, 城市增温率为0.132～0.250℃/10 a, 增温贡献率为36%～68%; 京津冀地区冬季的增暖主要是由冬季最低气温的增加所导致, 城市增温率为0.102～0.214℃/10 a, 增温贡献率为12%～24%. 城市群增暖的时空差异可能与区域气候背景及人为热排放的变化有关.     

实验室模拟卫星热红外增温机制的研究

我们在前人关于岩石加载破裂的电磁波辐射研究基础上,把震前孕震区大范围出现CH_4,CO_2等气体浓度增加及低空大气电场异常联系起来,提出卫星热红外增温震兆的一种机制,即震前大气中CH_4,CO_2等气体浓度增加,它们在变化的电场和太阳辐射作用下引起温度升高.为此,我们在实验室中作模拟研究.     

GPS观测的2015年尼泊尔M_S 8.1级地震震前应变积累及同震变形特征

2015年4月25日,在印度板块与欧亚板块交界区的喜马拉雅地震带上发生了尼泊尔MS 8.1级大地震.震前GPS速度场和应变率场显示,喜马拉雅地震带整体表现为15.94±1.82 mm/a的压缩特征,同时还具有分段活动特征.此次地震发生在速度场顺时针旋转和逆时针旋转的分界带,该处最大主压应变率的量值在喜马拉雅地震带并非最大.GPS观测的同震位移场揭示了尼泊尔MS 8.1级地震引起的地壳变形特征,分别有9和6个测站观测到明显的水平向和垂向同震位移,其水平分量的运动方向整体表现为南向运动,位于震中东南侧的3个测站垂直分量表现为上升,其余测站为下降.中国境内距离震中最近的5个测站的垂向同震位移显示,此次地震造成珠穆朗玛峰的沉降量约为4mm.依据GPS观测到的同震位移场,利用非负最小二乘方法反演震源断层面上的滑动分布.反演结果表明最大滑动量为6.84 m,滑动量较大的区域分布在加德满都附近及其以北区域的下方,这可能是造成加德满都地区具有较大破坏的原因之一,该滑动分布模型能够很好地解释GPS观测到的同震位移.利用此滑动分布模型计算的地震矩为8.21×1020 N m,对应的矩震级为MW7.9.     

四川盆地西南缘PETM事件的环境磁学记录

四川盆地西南缘的前陆盆地中保存了巨厚的新生代沉积,是研究青藏高原东南缘地区气候和构造演化的重要地质记录.本文通过对四川盆地西南缘新生代沉积物进行年代学、环境磁学和碳同位素的综合研究,发现了在陆相沉积中报道甚少的古新世-始新世极热(Paleocene-Eocene Thermal Maximum,PETM)事件.多项高分辨率的环境磁学参数曲线可同已报道的海陆相碳同位素曲线进行良好对应,揭示了PETM事件详细的演化过程,表明环境磁学参数可以作为反映古近纪温暖气候事件的替代性指标.在机制上,PETM时期大气中CO_2含量剧增导致全球增温,局部中低纬度地区降水量增加.首先,降水量增加导致源区化学风化增强,加速了硅酸盐中Fe~(2+)的析出并转化成亚铁磁性矿物,使得PETM时期地层中亚铁磁性矿物富集.其次,降水量增加导致河流水动力增强,缩短了碎屑物质中亚铁磁性矿物的氧化时间,使其未完全风化至赤铁矿便被沉积,导致该时期地层中亚铁磁性矿物含量的增加以及多项环境磁学指标异常.通过环境磁学手段揭示的PETM事件,进一步丰富了该事件的全球陆相地质记录,为研究其演化过程和机制提供了新的视角.     

构造、地貌和气候对汶川地震同震及震后地质灾害的控制作用 ——以龙门山北段通口河流域为例*

通过对汶川地震驱动的通口河流域同震崩塌、滑坡等地质灾害的野外实地考察和遥感影像分析,获得通口河流域同震及震后地质灾害的空间分布情况,结合对通口河流域构造、地貌和气候等因素的分析,获得以下认识：（1）构造因素（汶川地震）是导致通口河流域同震地质灾害的根本原因;（2）地貌因素为同震及震后地质灾害的发生提供了重要的环境条件;（3）以降雨为主的气候因素是导致震后通口河流域地质灾害发生的直接诱发因素。     

西藏米林Ms6.9级地震余震定位和地壳浅层速度结构

北京时间2017年11月18日06时34分,西藏自治区林芝市米林县发生了Ms6.9级地震.为监测余震活动,震后围绕震中架设了28套宽频带地震台站获取了180 d观测数据.利用hypoDD双差地震定位法和LOTOS-12算法对余震事件进行精定位.结果表明,余震以主震为中心NW-SE向展布长约50 km、宽约30 km,根据余震分布推测存在3条与西兴拉断裂走向基本一致的,倾角自西北端向东南端逐渐变陡的活动断裂.结合LOTOS-12算法同时获得地壳浅层约20 km深度以上的P波和S波速度扰动分布结果.主震处于波速高低异常转换带,余震主要发生在地震波P波和S波速度负异常区,反映震源区地层破碎、断裂分布集中的特点.整体上,以南迦巴瓦峰为界, P波和S波大致呈北部高速异常,南部低速异常特点.该现象可能与北侧拉萨地体相对完整且岩性古老刚冷,而南侧及南迦巴瓦变质体相对破碎且岩石生成年代较新岩性软热有关.此外,紧邻南迦巴瓦峰西北侧区域的体波高速异常现象可能与该区域石榴子石矿物富集有关.     

尼泊尔大地震发生的构造背景及发展趋势

本文介绍了2015年4月25日尼泊尔8.1级地震是发生在喜马拉雅弧形地带的逆冲构造系内,是20 km深处的主喜马拉雅逆冲断裂(MHT,或拆离层)的上盘发生破裂,并引发一条向上逆冲断裂活动,这条逆冲断裂可能是主边界逆冲断裂(MBT)的再活化,或是一条新断裂;这是印度大陆持续向北移动(4 cm/a)与亚洲大陆挤压的结果;地震导致MBT南、北的上地壳楔抬升;地应力的释放将导致其东边或北侧地段地震的活动加多;喜马拉雅弧形地带大震的周期可能为50~60年,新地震发生在弧形地带内的临近发震地段内,是专家早已推测的将要发震的地段;喜马拉雅弧形地带是地震监测力量薄弱地带,从"一带一路"建设角度讲今后应加强监测工作,寻求地震前兆现象.     

根据卫星观测的城市用地变化估算中国1980～2009年城市热岛效应

1980～2009年是中国城市化发展的显著时期,也是气温上升剧烈的时期.本文基于卫星观测的城市土地利用数据,分析了1980～2009年中国城市化对地表观测气温的影响.城市用地指标采用1980～2005年的城市用地扩张量(ΔU),根据该指标将全国气象站点分为3类:(C1)站点周围城市化剧烈;(C2)站点周围城市化较明显;(C3)站点周围城市化微弱.结果表明C1类城市以中国的直辖市和省会城市为主,C2类城市以地级市为主,C3类城市以县城为主.鉴于C3类城市的ΔU很小,因此认为其温度可能受城市用地变化的影响不显著.如果三类城市受全球变暖的影响类似,则C1类或C2类城市的增温减去C3类城市的增温就可能在较大程度上去除全球变暖的影响,而突出城市化对局地温度的贡献.结果表明,C1类城市化对局地温度的影响为0.258℃/10a,占总增温幅度的41%;C2类对局地温度的影响为0.099℃/10a,占总增温幅度的21%.在全国尺度上,城市用地变化的影响为0.27℃/30a或0.09℃/10a,占总增温幅度的20%,且冬季高于夏季.由于C3类城市可能并非完全不受城市化影响,因此,这里计算得到的可能是城市化影响的最低值,实际影响可能略高于该值.此外,土地利用变化只是研究城市热岛效应的一个途径,但是这个指标比人口数量、夜晚光亮度等指标更直接地反映了地理环境的变化.     

2011年3月11日日本地震震前电离层异常变化分析

以2011年3月11日日本本州东海岸附近海域发生的Mw9.0级地震为背景,利用震中附近GNSS观测站数据计算得到的VTEC和电离层测高仪站的foF2数据,分析了地震前后的电离层异常.发现3月8日存在明显的正异常,且明显的异常持续了6h.进一步分析电离层异常的空间分布后,认为3月8日中午至日落前后发生的电离层正异常很可能是由于孕育地震而引起的.通过给出的3月8日VTEC二维异常分布图发现异常的区域在经度方向跨度有50°,在纬度方向接近20°,长度大致为3:1,电离层VTEC异常峰值出现在15:00~19:00LT之间,峰值点并不位于震中的正上方,而是位于震中偏向赤道方向,在赤道共轭区也存在异常,而在全球其他区域没有显著的异常.为深入分析该天电离层异常的变化情况,采用电离层层析技术重构了震区附近电离层电子密度时空分布,确认3月8日的电离层异常可看作是日本311地震的前兆.     

非增温背景下的热红外异常兼机制讨论

判断一个地区是否存在热红外异常(或地表增温异常)仅靠几个地面台站的地表温度变化曲线是不全面的,而要根据面上温度梯度变化确定异常区。在异常区范围内,才有可能分析单站的地表温度变化与地震的关系。利用这种点面结合方法,对我国1989年发生在大陆的15     

北半球环状模异常时温度场异常的成因再探讨

关注1~3月的北半球环形模态正异常时, 相应的温度异常的原因, 对北半球环形模态正异常时纬向和经向风的异常、由风场异常带来的温度平流异常进行了详细分析. 分析结果表明: 北半球环形模态正异常时, 纬向风和经向风都伴随有强烈异常, 由二者共同带来的温度平流异常是伴随着北半球环形模态异常时温度异常的主要原因. 纬向风异常带来的纬向温度平流异常是北大西洋和白令海降温趋势的主要原因, 而经向风异常带来的经向温度平流异常则是对美国的升温趋势, 加拿大和欧洲南部的降温趋势的主要贡献因素. 以上两者都会造成欧亚大陆北部的增温, 二者共同作用使得这个区域成为北半球环形模态正异常时增温最为明显的区域.     

用PKIKP的前驱震相探测青藏高原东部地幔底部的散射体

在兰州CTBTO地震台阵的记录波形上识别了PKIKP的前驱震相, 并提取了它们的慢度、方位角及其与PKIKP之间的到时差, 然后使用这些观测特征量测定了产生这些前驱震相的散射体的位置. 结果表明, 这些散射体分布在青藏高原东部及附近地区的地幔底部或D”区域, 为该处结构的复杂不均匀性提供了证据. 对比表明, 这些散射体与全球层析成像在该处地幔底部给出的波速高异常区相关, 可以合理地解释散射体的成因. 这是因为研究表明, 该处地幔底部的这些波速高异常区, 很可能是古特提斯俯冲板块在青藏高原东部及附近地区到达地幔底部, 并在俯冲过程中因拆沉、滞留及与地幔物质混合等作用所产生的不均匀体(也即地震波散射体)的显示.     

地震前天文时纬观测异常现象的研究进展

介绍了天文时间和纬度观测资料的残差在地震前出现短期异常波动现象的发现及多年来开展的相关研究的进展,分析了不同地区天文时纬仪器的时纬残差异常变化与其周围地区地震的关系及残差异常变化的特征.论述了地方铅垂线的震前异常变化造成的天文时纬残差的异常波动,以及天文时纬观测监测垂线变化的意义及对其开展深入研究的重要性,讨论了该现象发展成为有效的强地震短期前兆的可能性和深入该研究目前面临的情况和应当注意解决的问题.提出了研制新型高精度自动化天体测量仪器在地震多发区布设试验观测网,以深入发展该研究并优化观测及提取异常信息用于短期地震预测的方法等建议.     

温室气体、气溶胶和太平洋年代际振荡对亚洲高山区降水变化的共同作用

<正>以青藏高原为主体的亚洲高山区孕育并滋养了亚洲多条重要的河流.亚洲高山区是气候变化的敏感区,同时也是生态环境的脆弱区.在全球增温背景下,亚洲高山区水循环发生了前所未有的变化,面临冰川退缩、积雪减少、多年冻土消融等问题.亚洲高山区陆地水储量的变化具有明显的空间异质性,这与过去几十年该地区降水的“双核型”变化有关^[1].多源观测资料分析表明, 20世纪70年代以来亚洲高山区北部降水增多,而包括喜马拉雅山脉在内的高原东南部地区降水则减少^[1,2].     

2011年日本本州东海岸附近9.0级地震活动特征

分析了2011年3月11日日本本州东海岸附近9.0级地震序列的时空演化特征及该次地震前日本海沟附近地震活动特点:①本次特大地震为前震-主震-余震型,前震序列具有空间分布集中、低b值、震源机制一致的特点;②主震后0.5h先后发生最大余震7.9级和次大余震7.7级,其后强度迅速衰减,主震后半个月和1个月左右余震出现起伏增强活动.本次地震为双侧破裂,主震后5h,余震区展布在长500km、宽300km范围内;3月12日后余震区长轴略有扩展,约600km;③9.0级地震震前9a,震源区附近出现了中强以上地震的显著增强活动,增强区范围大体与余震区相当.