基于高分辨率地形数据的模式地形构造与数值试验

针对2008年7月20-22日四川盆地区域性暴雨过程,通过引入高分辨率的地形数据构造不同的模式地形,进行了WRF模式综合地形处理方法(TESTC)、不同多项式截断阶数的切比雪夫滤波方案(TEST5)和5点权重平均处理方案(TEST7)的地形试验。结果表明:(1)引入不同分辨率的地形数据,且采用不同的地形滤波方法,对模式预报效果是不一样的。相对而言,基于高分辨率地形数据,采用90截断阶数的TEST5试验略显优势。(2)三种地形处理方案不同程度地反映了主要降雨带的位置和强度,TEST5试验模拟的四川盆地东部降水强度较实况偏强,但降水演变和降水落区更接近实况,TEST7试验总体模拟效果介于TESTC和TEST5之间。(3)不同地形处理方案带来四川盆地及周边地形高度和坡度的变化,通过影响与中尺度系统相伴的物理量,进而影响降水落区、强度与降水进程。(4)由于地形处理差异,在四川盆地东部地形坡度较大区,地形扰动增强风场脉动,TEST5试验带来更大的东西风切变,而水平风场的辐合使低涡系统加强,辐合上升运动加强,将更多的低层水汽带到高空。TEST5试验模拟的低涡更强、位置偏东,导致低涡影响下的降水强度更强,落区偏东。

基于高分辨率地形数据的富蕴M8.0地震地表破裂带精细特征

同震地表破裂带的空间展布及形变特征是地球深部断层活动在地表的直观地貌表现,不但记录着地震破裂和断层运动的信息,还反映了区域应力和地壳运动状况。因此,开展震后地震地表破裂带调查对于了解发震断层的构造活动尤为重要。高精度地形观测技术可以获取前所未有的高时空分辨率的地球表面特征,为辨别历史地震地表破裂遗迹、提取地表同震位移、活动构造地质填图等提供高质量数据。文中选取富蕴1931年地震地表破裂带作为研究区,利用SfM(Structural from Motion)摄影测量技术生成分辨率为1m的数字高程模型(DEM),详细识别地表破裂并测量冲沟的右旋位移。基于地表破裂的几何及构造地貌特征,将富蕴地震地表破裂带由北向南分为S1、S2、S3、S44段,其间以挤压隆起或拉分盆地相连接。沿破裂带共获得194组最新冲沟的右旋水平位移,得到1931年同震位移的平均值为(5.06±0.13)m。同震位移局部缺失或突变的区域与几何阶区的位置也有良好的对应关系。以上结果填补了对富蕴地震地表破裂精细形态研究的空白,也进一步展示高分辨率的地形数据在活动构造研究中良好的应用价值。

AERMOD预测中网格划分与地形数据的优化配置研究

为研究不同分辨率的地形数据和预测网格对AERMOD模式预测结果的影响。文章以某热电联产项目为例,运用AERMOD模式,在模式其他参数设置不变的情况下,通过改变地形数据和预测网格分辨率,设计2组预测情景(A1~A5和B1~B5),对预测区域内的最大落地浓度进行对比分析。结果表明:在预测网格分辨率相同的情况下,选用分辨率越大的地形数据,最后的区域最大落地浓度预测结果越大,随着预测网格分辨率的不断减小,地形数据分辨率的不同所带来的预测结果差异性越来越小。30 m分辨率的地形数据与分辨率<100 m的预测网格配置最优。90 m分辨率的地形数据与分辨率<150 m的预测网格配置最优。选择的预测网格分辨率不能与选取的地形数据分辨率相差太大,以免造成预测结果失真。因此,在选用AERMOD模式预测大气污染物扩散过程中要充分考虑到地形数据分辨率与预测网格分辨率的最优配置问题,从而使最终的预测结果更加精确、更贴近实际。

阿尔金断裂东段的河流阶地累积位错

阿尔金断裂带是青藏高原北缘的大型左旋走滑断裂,其东段与NW走向的祁连山逆冲断裂带斜接。文中基于无人机摄影测量技术(SfM)获得的高分辨率影像数据,对阿尔金断裂带东段长约127km的段落开展了详细解译,并对其中9个典型河流阶地位错点进行测量与统计。沿阿尔金断裂带向E,晚第四纪左旋累积位移总体呈衰减趋势,且以断裂带东侧NW走向斜接逆冲断裂或逆冲走滑断裂为界,其累积位错量在同一断裂段内大致相当,但相邻断裂段之间表现为阶梯状递减,指示了斜接断裂的构造转换关系及可能的地震破裂分段作用,为阿尔金断裂带活动性分段研究与潜在发震能力评价提供了依据。

2021年玛多M_(W)7.4地震震中区地表破裂的精细填图及阶区内的分布式破裂讨论

同震地表破裂形态的精细刻画可为理解断裂带复杂几何结构、动态破裂过程与破裂机理提供重要信息。2021年5月22日,青藏高原内部青海省果洛藏族自治州玛多县发生了M_(W)7.4地震,这是自2008年汶川M_(S)8.0地震后中国大陆地区发生的震级最大的一次地震。此次地震的同震地表破裂突破了沿线多个阶区、弯折等几何不连续结构,形成了长约158km的同震地表破裂带和多样化的断裂几何形态,其中以震中区段落的地震地表破裂形态最为特殊和复杂。有助于全面认识震中区段落的地震地表破裂形态并深入理解其形成机理,文中基于分辨率约为3cm的航空影像数据,结合野外实地调查资料,完成了本区域地表破裂的精细填图。对地表破裂的类型、分布、几何结构和走向等进行的综合分析表明,震中区的地震地表破裂受阶区几何结构的影响而呈现分布式破裂的特点。并且,震中附近的强震动效应和地震断裂初始发育阶段的影响,进一步造成了该段落分布式地震地表破裂的形态。文中高清再现了震中区的阶区及其附近段落的地震地表破裂特点,对走滑断裂带的分布式同震地表破裂有了更进一步的了解。