地震波能够震动山区地貌，引发数千次滑坡。区域规模的滑坡模型主要依赖于通过简化地面运动时间序列为峰值标量值获得的震动强度参数。这种方法忽略了地面运动相位和振幅及其在空间和时间上的变化的贡献。通过开发一个可解释的深度学习模型来解决这个问题，该模型能够处理整个波场，并将其与装备有标量强度参数的模型进行基准测试。

荷兰特文特大学研究人员利用深度神经网络和变压器组件开发了用于数据驱动的同震滑坡建模的Mod3模型。该模型旨在捕获地震信号的全部特征，包括地震传播期间的相位和振幅变化。它包含输入变量，例如地面运动强度参数、时间序列数据和地形信息。将Mod3的性能与替代模型（包括使用标量地面运动估计值和滤波波形的模型）进行了比较。模型的评估是使用各种评分方法完成的，例如准确度分数、F1分数和相交集合（IOU）分数。通过研究地震波形中不同时间步长和方向的贡献，分析了Mod3的可解释性。研究强调了传统方法在同震滑坡建模中的局限性，并强调了在地震发生后的几分钟内了解失效机制以预测所有事件的重要性。在2015年尼泊尔7.8级地震影响区域进行的实验显示，当纳入完整波形时，预测能力提高了16%。这种改进主要在低地震动（约0.2米/秒）影响的缓坡（约25°）上实现。

研究发现还可以将这种改进主要归因于峰值速度到达前后的地面运动。这突显了单一强度测量的局限性和完整波形信息的未开发潜力。相关研究成果发表于《Communications Earth &

Environment》[1]期刊。

[1] Full Seismic Waveform Analysis

Combined With Transformer Neural Networks Improves Coseismic Landslide

Prediction

地震和降雨是引发山体滑坡的主要诱因。已有研究表明，这两种自然事件对边坡稳定性有显著的负面影响，并且它们对景观演变也有着深远的影响。尽管存在针对单一诱因（地震或降雨）的全球预测模型，但很少有模型考虑了这两种因素的复合效应。尽管地震后山坡的强度可能保持不变、增加或降低，但通常情况下，强烈的地面震动会削弱山坡，这种削弱被称为地震遗留效应。为了在物理模型中准确表征地震后滑坡易感性的增加，需要估计山坡材料的抗剪强度（RSS）。在区域尺度上进行详细的岩土工程调查是不切实际的，因此需要寻找其他方法来解决这一局限性。

西南交通大学胡卸文教授团队提出了一种基于震后滑坡反演的物理模型以评估地震扰动下斜坡抗剪强度损伤理论值，并进一步结合数据驱动模型推断整个研究区的强度衰减。对2008年5.12汶川特大地震的研究表明，在0.5-0.9 g的峰值地面加速度范围内，斜坡近地表岩土体抗剪强度降低了60%-75%。研究强调了峰值地面加速度、局部地形和地形位置指数等因素在估计剪切强度减少方面的重要性，并讨论了山坡材料岩土工程表征方面的挑战以及在区域尺度上表征岩体特性的困难。

研究通过量化受地震扰的山坡的剪切强度降低，为估算地震后滑坡易感性提供了宝贵的见解。这些发现有助于更好地了解和管理地震多发地区的滑坡灾害。相关研究成果发表于《Communications Earth & Environment》[1]。

[1] Estimating Weakening on Hillslopes Caused

by Strong Earthquakes

地震能够触发地表灾害，并可能导致灾害的级联反应。然而，地表灾害是否具有引发地震的潜力，这一问题尚未得到充分的研究和探讨。

研究人员以2018年青藏高原白格滑坡灾害级联为例，研究了低密度土壤对地震的触发作用。滑坡形成了堰塞湖，随后堰塞湖的溃决引发了一场大洪水。研究采用基于机器学习和交叉相关分析的方法，建立了一份地震目录。该目录揭示了一个有趣的现象：当滑坡堰塞湖接近峰值水位时，区域内的地震活动显著增加（局部震级≤2.6级），而在溃决后，地震活动又恢复至背景水平。该研究进一步分析发现，直接荷载和孔隙压力的共同作用导致了约90%的地震活动集中在库仑应力增加的区域。通过时空分析得出库仑应力增加与地震活动之间的密切相关性，表明这些地震活动是由滑坡灾害级联引发的。此外，文中构建的库仑应力模型考虑了全球范围内滑坡堰塞湖和水库诱发地震的特性，指出滑坡堰塞湖及类似结构诱发地震可能是一种普遍现象。

研究提出在山区地质灾害的评估和管理中，应当考虑地震与地表灾害之间可能存在的双向触发机制。相关研究成果发表于《Nature Communications》[1]。

[1] Landslide Hazard Cascades Can Trigger Earthquakes

洛杉矶盆地位于太平洋板块和北美板块的交界处。盆地内分布多条活动断层且断层地震活动较为活跃。城市地区的近地表结构作为建筑物及其地基的承载体，其速度/衰减结构对于潜在地震的地动预测非常重要。此外，近地表还蕴藏着对供水起重要作用的含水层，含水层的空间分布也会影响地震时建筑物的地基下沉或地基液化。传统的近地表结构勘探方法包括人工震源（爆破或震源）地震勘测和电阻率法。前一种方法相当昂贵，且在城市地区很难实现；后一种方法对顶部50米深度的极浅沉积物更为敏感，其空间覆盖范围有限。为了解决加利福尼亚州的缺水问题，香港大学、斯坦福大学和中国地质大学（北京）研究人员组成的联合研究团队，研发了环境噪声微分分析结合层析成像技术，通过消除噪声声源引起的偏差，来探明断层附近地下含水层的赋存情况。

研究人员基于射线理论方法，通过增强S波速度结构的灵敏度，建立勒夫波相位差分时间测量的反向剪切波速度模型，开发了环境噪声差分结合层析成像技术，并将其引入整个洛杉矶盆地的线性阵列，揭示了与0.2-2

km深度的地下水/流体储层相对应的低速区。研究发现：①地震速度显示出显著的降低，标志一个主要的区域水源——Silverado含水层，而且可能伴随有其他含流体构造的出现；②基于S波层析成像和前人的纵波研究，推导出长滩地区的孔隙度，同时发现该地区Newport-Inglewood断裂周围1~2

km范围内的岩石中含有丰富流体，孔隙流体分数为0.33；③断裂周围的高孔隙度岩石与之前在长滩地区LASSIE阵列以南观察到的长达一周的浅层地震活动刚好吻合，推测正是因为这些岩石中的微小孔洞充满流体，减少了沿断层面的摩擦，使断层块体更容易相互滑动，从而产生小规模地震。

与传统环境噪声射线理论或邻接层析成像方法相比，该方法既可以用于寻找水和石油资源，也可用于创建城市地区和深海的详细地面图像，服务于各种目的，如评估城市地质灾害、改进海啸预警系统以及推动对海底水循环的了解。相关研究成果发表于《Nature Communications》[1]。

[1] Ambient Noise

Differential Adjoint Tomography Reveals Fluid-Bearing Rocks Near Active Faults

in Los Angeles

日前，自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统动力学实验室海洋生物地球化学研究团队在海山生态系统的形成机制研究中取得重要进展，相关成果以“Seamounts Generate Efficient Active Transport Loops to Nourish the Twilight Ecosystem”为题发表于Science Advances。该研究利用物理-化学-生物多学科综合的现场观测资料，首次揭示了寡营养海区海流流经海山地形时，驱动海山下游真光层内形成高生物量，高强度浮游动物昼夜迁移及其驱动的高效有机质输出过程。该研究为认识海山生态系统的形成机制提供了新的认识，指出不同于中尺度涡旋等引起的短期偶发、移动的增产现象，海山矗立于固定位置能持续促进浮游植物旺发和有机质高效输出，滋养海山中深层和底栖生态系统，形成真光层与深海联动的立体生态绿洲。

研究背景

全球有近一半的海山分布在寡营养的“海洋荒漠”区，它们孕育着丰富的渔业资源和底栖生物，为众多物种提供了栖息场所，是海洋中的“生态绿洲”。海山通常也是金枪鱼和鲨鱼等生物的聚集地，具有更高的渔获量。然而，这一现象仅仅是地形的聚集效应，还是海山本身还存在较高的物质能量供应机制，目前仍存在较大争议。

生物泵输送有机质的强度能够直接调控深层生态系统的规模和结构。传统的海山增产理论指出，海山区复杂的水动力过程会促进真光层内营养盐供给和初级生产响应，即“海山效应”。然而，这一过程中产生的有机质能否沿食物链传递至更高营养级，以及是否为深层生态系统提供了能量和物质来源仍不清楚。针对这一问题，该研究聚焦于流场-地形-上层初级生产和有机质输出这一主线，对海山上层的生物地球化学过程开展了多学科综合调查与研究。

研究结果

研究团队利用自主集成的多参数生化剖面仪：包括温盐深仪（CTD）、原位紫外硝酸盐仪（Deep SUNA）、荧光传感器和水下粒子成像仪（UVP）等，获取了南海宪北海山的水动力环境参数、营养盐含量与扩散通量、浮游植物生物量、桡足类浮游动物生物量和颗粒有机碳（POC）输出通量的时空变化特征。

研究结果显示，背景流场与海山地形相互作用下，在下游形成了背风波，导致水体强烈混合、营养盐跃层明显抬升，显著增加了该区域次表层营养盐向上的扩散通量，支撑了真光层内较高的浮游植物生物量。相较于海山上游，下游的叶绿素浓度、桡足类浮游动物生物量和POC输出通量均呈现出显著的昼夜变化。其中，叶绿素浓度在夜间降至最低；200 m以浅的浮游动物生物量和POC输出通量在晚上大于白天，而200 m以深则相反。这是因为，浮游动物在夜幕的掩护下，前往食物丰富的海面摄食，快速消耗了白天生长的浮游植物，而在白天为了躲避捕食者，下沉到深水中休息、消化和排泄。从而导致水柱POC输出通量也与之呈现同步的昼夜垂向变化。

简言之，海山下游流场、地形和生态的耦合作用创造了一条有机质从生产到输出的高效通道，即浮游动物昼夜迁移摄食介导的“主动输出环”，而这些持续快速输出的有机质可能为深层生态系统的新鲜食物来源。

该研究将这一结果拓展到北太平洋副热带流涡区（North Pacific Subtropical Gyre, NPSG），估算海山对有机碳输出的贡献。结果显示，虽然浅海山（<208米）仅占NPSG海域面积的0.74%，却贡献了该海域2.1~3.8%的有机质输出通量。进一步强调了海山在寡营养海域具有更高的生物泵输出效率，在海洋生物连通性、渔业资源等方面发挥着不可替代的作用。

研究团队及资助

该论文第一作者为自然资源部第二海洋研究所与上海交通大学联合培养博士生王新洋，自然资源部第二海洋研究所陈建芳研究员和李宏亮研究员为共同通讯作者，共同作者包括自然资源部第二海洋研究所张静静副研究员、张东声研究员和谢晓辉研究员，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）/中山大学谢伟教授和殷克东教授，索邦大学Diana Ruiz-Pino教授和海南大学高树基教授。

该研究得到国家自然科学基金委（42330412），国家重点研发计划（2023YFF0805002），南方海洋科学与工程广东省实验室基金（SML2020SI1001，SML2021SP207）和海洋二所基本科研业务费专项（SZ2403）的联合资助。

近日，由自然资源部第一海洋研究所大洋环流及潮波动力学团队研发的自主星座实时通信潜标顺利完成首次海试。

自然资源部第一海洋研究所大洋环流及潮波动力学团队从2018年开始实时通信潜标观测技术研究，目前已掌握低功耗卫通模块、大深度全向耐压防水天线、信标拖拽破断保护、轻型耐压舱加工与防水、缆系设计与现场布放等关键技术，在南海、印度洋、大西洋等海域成功完成多次布放，有效支撑了自然资源部第一海洋研究所承担的多项科考调查任务。

近年来，该团队将国产化作为实时通信潜标技术的主要研究发展方向。本次进行海试的实时通信潜标系统，首次采用自然资源部第一海洋研究所自主研发的轻质多功能复合缆、自主通信星座耐压天线等组件，并集成了国产自主卫通系统、国产感应耦合传感器、国产海流剖面流速仪等设备，标志着国产化工作取得重要进展。

本次海试完成了各项测试工作，顺利开展了变频采样及传输远程控制实验，为后续智能采样算法嵌入工作打下了技术基础。

近日，中国科学院海洋研究所尹宝树团队研究揭示气候变暖导致复合风雨事件向极地迁移加强，成果发表于Nature-index期刊Geophysical Research Letters。

全球变暖背景下高影响天气气候事件频发，多个极端事件时空交织叠加的复合事件往往会造成更严重的灾害，其变化、影响与风险防控是气候变化领域的前沿科学问题和防灾减灾的重大挑战。复合风雨事件，亦即“狂风暴雨”事件，影响海陆交通运输安全，加速基础设施和建筑损坏，危及社会经济和人民生命财产安全。但当前对复合风雨事件未来预估变化、驱动机理及不确定性的理解却极为有限，制约了有关未来气候变化综合风险的认知和适应行动的实施。

本研究基于13个CMIP6全球气候模式（历史试验、SSP245和SSP585情景模拟试验，每个模式3个集合样本）与ERA5再分析数据的日降雨和日风速，诊断发现多模式历史试验集合中值结果能较为理想地刻画全球复合风雨频率、强度和持续时间的气候态特征。进一步预估发现，SSP245和SSP585情景下未来全球复合风雨事件将向极地迁移加强，主要表现为：发生频率在南北半球50°以上高纬度区域显著增多，而副热带区域显著减少；事件强度在全球陆地范围内普遍增强，在SSP585高排放情景下尤为显著。基于归因敏感性试验分析发现，复合风雨频率和强度的变化主要是由极端降水的变化引起的。此外，基于“故事线”（storyline）分析方法发现，在区域层面上，模型结构性差异导致的极端风或极端降雨等驱动因子的变化，是复合风雨事件预估不确定性的主要来源。

研究提供了有关气候变暖背景下复合型风雨事件的新认知，基于气候故事线的区域预估不确定性分析，可为制定更稳健的区域适应策略提供科学指导，对防灾减灾和应对气候变化有重要意义。

中国科学院海洋所李德磊特聘研究员为第一/通讯作者，德国亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）Emanuele Bevacqua博士为共同通讯作者。合作者包括UFZ的Jakob Zscheischler教授，中国气象科学研究院陈阳研究员，中国科学院海洋研究所尹宝树研究员、齐继峰研究员、朱聿超特聘研究员，天津科技大学冯建龙副教授，澳大利亚联邦科学与工业研究组织Mandy Freund博士。研究得到了国家自然基金、中国科学院战略先导专项（B类）、国家重点研发计划及泰山学者等项目联合资助。

相关论文：

Li, D., Zscheischler, J., Chen, Y., Yin, B., et al., (2024). Intensification and Poleward Shift of Compound Wind and Precipitation Extremes in a Warmer Climate, Geophys. Res. Lett., 51, e2024GL110135, https://doi.org/10.1029/2024GL110135. 

Li, D., Chen, Y., Messmer, M., Zhu, Y., Feng, J., Yin. B., & Bevacqua, E., (2022). Compound wind and precipitation extremes across the Indo-Pacific: climatology, variability and drivers. Geophys. Res. Lett., 49, e2022GL098594.  

近日，中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队在赤道西太平洋中深层环流季节变化研究中取得新进展，加强了我们对赤道太平洋中深层环流季节变化的理解，相关成果发表于JGR: Oceans。

赤道西太平洋温跃层之下存在着季节性反向的纬向流动，前人已指出该季节性变化是由年周期Rossby波第一经向模态主导。然而，以往研究大多集中在1000 米以浅，而对中深层（1000～3000 米）的研究相对较少。尹宝树团队使用ECCO再分析数据以及OFES模拟结果，在中国科学院海洋研究所西太平洋潜标数据的支持与验证下，针对以上科学问题展开研究。

研究结果表明，西太平洋中深层环流在季节尺度上不仅具有反向特征，还表现出了明显的相位上传，这些现象在潜标数据中同样可以发现。通过计算斜压模态占比，发现赤道西太平洋是由第一和第二斜压模态主导。单独的第一或是第二斜压模态都不具有相位的垂向传播。一系列Rossby波斜压模态叠加实验表明，第一和第二斜压模态相位差在0到π的范围内可以引起向上的相位传播，而相位差在π到2π的范围内则引起向下的相位传播。这一相位差的存在，表明引起西太平洋中深层环流季节变化的第一和第二斜压Rossby波可能是在不同的时刻被激发的。同时，西太平洋中深层环流其实是赤道深层射流（EDJs）的一部分，EDJs在垂向上表现出了向下的相位传播。本研究表明π到2π的相位差可以引起向下的相位传播，这对研究EDJs形成机制也具有启发意义。

文章第一作者为中国科学院海洋研究所硕士研究生骆正朴，通讯作者为杨德周研究员，论文合作者包括助理研究员许灵静、博士研究生李宇轩、博士研究生张航、汪嘉宁研究员和尹宝树研究员。研究得到了崂山实验室项目、中国科学院战略先导科技专项以及国家自然科学基金等资助。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC020418

论文信息：Luo, Z., Yang, D., Xu, L., Li, Y., Zhang, H., Wang, J., & Yin, B. (2024). Baroclinic Rossby waves with phase lag cause seasonal upward-propagating signals in the mid-depth equatorial Pacific Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020418. https://doi.org/10.1029/2023JC020418

海水中的溶解氧浓度是海洋生态系统健康度的重要指标。近年来，受人类活动和全球气候变化的影响，越来越多的海域出现低氧（溶解氧浓度 < 3 mg/L）现象。低氧形成的直接原因是溶解氧的消耗速率大于补充速率，持续一段时间后，溶解氧浓度低于阈值后，水体便进入低氧状态。低氧的形成不仅受多个物理、生物、化学过程的影响，而且是一段时间内的累积结果，明确某一海区低氧的发展变化特征、主要影响因素和形成机制还比较困难。

基于山东半岛北部养马岛近海低氧区内气象、水文连续观测数据，研究团队分析了该海域夏季底层水体溶解氧浓度的变化特征，揭示了持续的水体温度层化、大风过程和藻类暴发是影响该海区低氧过程的主要驱动因素。研究发现夏季该海域底层溶解氧并非一直处于低氧状态(< 3 mg/L)，而是呈现多个时间尺度的波动变化。持续存在的温度层化是导致底层溶解氧连续下降、形成低氧的主要因素。大风通过消除温度层化、促进底层低氧迅速恢复。研究还发现在养马岛海区这样的近海低氧区，大风对低氧的影响需要考虑风向，强南风在养马岛海区形成了强烈的上升流，深水区的冷水入侵减缓了低氧区温度层化的消失速度，因此强南风影响下底层低氧的恢复速度远小于强北风。通过叶绿素a和表层溶解氧浓度的异常，发现了一次持续7天的藻类暴发过程，以及该次藻类暴发导致的底层溶解氧的迅速下降和持续的严重低氧；这一发现为海洋浮游植物与低氧发生之间存在一定的因果关系提供了直接的证据，并指出低氧可发生在藻类暴发1-2周后。此外，本研究表明陆源营养盐输入是导致养马岛海区藻类暴发的一个主要原因，因此陆源营养盐的持续输入可能是该海区连续发生严重低氧的重要原因。本研究有助于进一步了解近海海域低氧的特征和成因，并为改善近海低氧问题提供理论支持。

相关成果发表在国际期刊Marine Environmental Research。中国科学院烟台海岸带研究所郑向阳助理研究员为论文第一作者，邢前国研究员为论文通讯作者。上述研究工作得到国家自然科学基金委山东联合基金项目支持。

相关论文：

Zheng, Xiangyang, Hui Liu, Qianguo Xing, Yanfang Li, Jie Guo, Cheng Tang, Tao Zou, and Chawei Hou. "Key drivers of hypoxia revealed by time-series data in the coastal waters of Muping, China." Marine Environmental Research (2024): 106613.

会议时间：2024年10月18-21日

会议地点：广东珠海

会议主题：双碳目标与一带一路背景下中国隧道与地下工程建设

一、会议议题

（1） 隧道与地下工程建设数智化、信息化新技术；

（2） 隧道与地下工程先进计算方法与工程应用；

（3） 隧道与地下工程智能维养和韧性提升新方法；

（4） “地层-地下结构-环境”耦合演变与灾变防控新体系；

（5） 悬浮/能源/存储/物流等新型隧道与地下工程新进展；

（6） 极端环境下隧道与地下工程建设挑战与创新；

（7） 集约环境下城市地下空间开发挑战与创新；

（8） 装配式地铁车站建造技术挑战与创新；

（9） 水下隧道工程建造技术挑战与创新；

（10） 中国重大、特殊隧道与地下工程案例实践；

（11） 双碳目标与“一带一路”背景下隧道与地下工程风险管理；

（12） “一带一路”背景下国际隧道与地下工程建设新进展。

二、论文征稿

1. 热烈欢迎各界人士踊跃投稿，优秀论文推荐到Underground Space、Internatioanl Journal of Multiscale Computational Engineering、Rock Mechanics Bulletin、Deep Underground Science and Engineering、Smart Construction and Sustainable Cities、《中国公路学报》、《铁道科学与工程学报》、《中南大学学报》、《哈尔滨工业大学学报》、《华中科技大学学报》、《西南交通大学学报》、《现代隧道技术》、《隧道建设》、《隧道与地下工程灾害防治》等刊物正式出版，其余论文将以《现代隧道技术》（增刊）形式收录在《论文集》中。

2. 论文应具有一定的学术或应用推广价值，并且未在国内外公开发表过。

3. 论文全文提交截止日期：2024年8月30日。

4. 论文投稿：管网注册时，请在网站“提交稿件”模块提交会议论文，投稿时请将文件名改为：“第一作者单位+第一作者姓名”。

三、大会报告征集

热烈欢迎各界人士踊跃参会并进行报告交流。如有意在大会上作报告，请在官网注册时提交报告题目及相关信息。大会报告（PPT）需控制在15分钟以内，并于2024年10月15日之前将报告文件提交至大会官网“我的报告”模块。经大会组委会审核通过后方可进行大会交流。

本次大会设两个研究生科技论坛，欢迎各位研究生踊跃参会并做报告。本次大会将特设研究生“最佳报告奖”并颁发证书、奖金，用以表彰和鼓励优秀研究生做高水平学术报告。

会议链接：http://ctuc2024.aconf.cn/index.html