2021-04-16河北滦州MS4.3地震前的大气电场异常信号分析

中国科学院国家空间科学中心分布在天津市宝坻区和廊坊市永清县的2个观测台站在2021-04-16河北滦州M_S4.3地震前均观测到大气电场异常。宝坻站监测到过境云与地质活动混合型电场异常信号;永清站监测到湾型持续电场异常信号,属于典型的临震前小时尺度先兆信号,其幅度和持续时间均明显高于宝坻站的异常电场信号。对比电场异常期间2个台站的气象活动和空间天气活动发现,虽然2台站电场异常信号的表现方式不同,但背景变化中均隐含大型地质活动信号。分析结果表明,未来可通过分析多源活动导致的空间静电演变过程,形成有效的识别方法,在一定的气象活动范围内,从大气静电监测数据中提取中等以上强度地震的前兆信息。     

宁蒙引黄灌区灌溉需水对变化环境的响应

首先分析了宁蒙引黄灌区近60年的气温变化特性,并据此划分基准期和变化期;分析了灌区种植结构的变化。然后采用彭曼公式和作物系数,分析了典型作物的物候期和灌溉需水的变化;并分析了灌区灌溉需水量和灌溉时间节律对自然和社会环境变化的响应。结果表明:变化期相较基准期,气温明显升高,灌溉需水在此影响下,有所前移;总种植面积增大,春小麦的种植面积大幅降低,玉米、葵花等其他作物增加,使得灌溉需水总量增多,并有所后延;在总种植面积增大、种植结构改变和气候变化的综合作用下,灌区灌溉需水量呈较大幅度的增加趋势,但汛前讯后需水比例变化不大。     

同步轨道相对论电子通量长期倒空事件的统计研究

地球辐射带中有"杀手"电子之称的相对论电子通量增强和损失过程一直是空间物理学和空间天气学研究的热点.本文通过对20002016年间,地球同步轨道相对论电子通量降低至背景通量水平并持续时间长达3天以上这一特殊现象进行了相关统计研究.从事件的时间分布角度,本文研究了约1.5个太阳活动周内共62例事件随太阳活动水平高低的分布情况,结果表明:在太阳活动周下降期有较少的事件发生,而在峰年、谷年这类事件的发生率与太阳活动水平的高低并没有直接联系.随后,我们对这62例事件在开始、持续、结束三个阶段分别做了一些相关参数的统计,探讨相对论电子通量长期倒空事件的客观规律和产生机制.研究结果表明:事件发生前,太阳风动压、密度的显著增加引起磁层顶向内收缩,等离子体层顶一直维持在高L区域,IMF Bz分量南向和磁暴过程使相对论电子通量通过绝热和非绝热等物理损失机制降至背景通量水平.当这些相对论电子达到背景通量水平后,较弱的太阳风条件和地磁活动水平不足以提供充分的可以使相对论电子通量增长的源;虽然有些相对论电子通量长期倒空事件期间存在中、小磁暴过程,但这些强度较弱的磁暴很可能不会显著地影响同步轨道相对论电子损失和增长的动态平衡,因此相对论电子仍然可以维持在背景通量水平.如果有长时间的亚暴活动和高强度的ULF (Ultra-Low Frequency)波活动发生,太阳风速度显著增加,那么这些物理过程能提供足够的种子电子和持续的加速条件,使得相对论电子通量打破倒空状态,进而呈现显著增长趋势.     

超低频波粒相互作用分析器

地球磁层的超低频(ULF)波是导致能量带电粒子快速加速的主要原因,同时这些粒子又可以使ULF波发生阻尼,它们之间的相互作用的过程可以通过星载仪器来定量观测.作者根据波与粒子相互作用的原理,结合中高轨道三维空间电场测量系统DC和低频部分的频率响应特点,设计了一种针对ULF波的波-粒相互作用分析器,并进行了模拟实验和验证.该仪器具有快速、精确、结构简单的特点,在中高轨道卫星观测时能对ULF波与粒子的相互作用的过程进行实时的定量测量.     

国家公园分区管控的实践反思与法治路径探析

目前我国国家公园分区管控制度仍处于探索阶段,存在着分区标准差异化、法律责任虚化、动态调整机制真空化等诸多问题。为实现国家公园资源严格保护与合理利用的双重目标,推进国家公园科学建设,提出规范分区标准、强化分区管控法律责任和深化分区动态调整机制等方法,完善国家公园分区管控制度,实现国家公园的差异化管控,为我国国家公园制度建设提供新的思路。     

MS6.0以上强震临震前几小时震中区域天气特征

1 研究背景 大气电场(Atmospheric electrical field)是描述空间电荷分布的一个重要物理量,受空间天气、气象活动、地质活动等因素的影响.20世纪即对地震前大气电场开展观测,异常结果与假说也被现代技术的最近测量所证实(Jin et al,2020;陈涛等,2021).但利用震前大气电场异常现象预测地震,需要克服的难题就是大气电场对天气条件的敏感性.目前,只有晴天气象条件下的大气电场异常才被认为是地震前兆信号.     

基于应变梯度理论的砂土中扩孔闭合解

扩孔理论作为一种简单适用的理论工具,目前已经被广泛用于隧道、土工原位测试、桩基和锚定板承载力设计等岩土工程问题的研究中。现有扩孔理论无法考虑土体小半径扩孔的尺寸效应问题,以砂土中的圆柱孔和球孔扩张为研究对象,基于应变梯度塑性理论,引入能够考虑土体尺寸效应的力学参数——土体特征长度l并给出解释,同时考虑土体大变形特性,推导出能够考虑土体微观结构尺寸效应的扩孔问题闭合解。通过将土体归一化特征长度l/a0(a0为初始圆孔半径)退化为0（即不考虑尺寸效应）,将该解退化为经典不考虑尺寸效应的扩孔解答,验证了本文理论解答的正确性。同时开展参数分析,详细探讨了土体归一化特征长度l/a0、摩擦系数μ、剪胀系数β、形状系数k对压力扩张关系、孔周应力分布、孔周应变梯度、极限扩孔应力的影响规律。最后将提出的理论解答应用到微型圆锥贯入试验（micro cone penetration test,简称MCPT）等实际问题中,提出了MCPT贯入阻力的计算公式,通过跟既有试验结果对比,验证了本文理论的适用性。     

2015年3月特大磁暴期间中国区域电离层TEC NeuralProphet预报模型研究

延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层TEC建模和预报精度对改善卫星导航定位精度至关重要.本文构建了以太阳辐射通量指数F_10.7、地磁活动指数Dst、地理坐标和中国科学院(Chinese Academy of Sciences, CAS)GIM数据为输入参数的NeuralProphet神经网络模型(NP模型),实现在2015年3月特大磁暴期中国区域电离层TEC短期预报.为验证NP模型的预报精度,本文同时构建了长短期记忆神经网络(Long Short-term Memory Neural Network, LSTM)模型进行对比分析.结果统计分析表明,NP模型在磁暴期(2015年DOY076-078)TEC预报值RMSE和RD分别为0.83 TECU和3.13%,绝对和相对精度较LSTM模型分别提高1.49 TECU和10.25%;且NP模型RMSE优于1.5 TECU的比例达97.24%,远高于LSTM模型.NP模型预报值与CAS具有较好一致性和无偏性,偏差均值仅为-0.01 TECU,而LSTM模型预报值的均值偏大,偏差均值为1.49 TECU.从...     

基于ECMWF细网格产品的吉林省东南部冬季气温BP-MOS预报方法

基于ECMWF细网格模式输出产品和BP神经网络预报方法建立一种优化的BP模型,对吉林省东南部山区(白山地区、通化地区)未来24h的日最高和最低气温进行预测,并对比该方法、ECMWF细网格的2m温度输出产品以及线性MOS方法的预报效果.结果表明:在建立预报方法时,考虑预报因子对气温影响的累积过程,并对其进行优化处理,有利于提高预报水平;通过比较各预报方法的预报准确率(TT)、系统偏差(MBE)、平均绝对误差(MAE),最终得出对预报因子进行优化处理的BP神经网络法预报效果最好.