汶川巨震对降水过程激发机制的初步探讨

"5.12"汶川巨震震级高、强度大,造成了人民生命财产的巨大损失。而震后的持续降水过程更令救灾抢险"雪上加霜"，并成为滑坡、泥石流等次生灾害的主要致灾因子。强震和降水之间的关系是偶然还是必然？这一问题不仅是一个科学挑战，也引起了社会各界的广泛关注。本项目旨在利用翔实的资料分析判读汶川巨震和震后降水之间是否存在关联，以及这种联系的时空特征。进而广泛收集丰富的地温、地热、地下水、地下气等资料，从地球系统各圈层相互作用的角度探讨汶川巨震激发降水过程的可能物理机制。在此基础上，发展陆面过程模型中相关的土壤热量/水分传输参数化方案，并利用陆-气耦合的区域气候模式对"强地震-地下流体释放-土壤温湿特性改变-地表能量平衡变化-局地环流强迫-降水过程响应"这一因果链进行定量的探讨和验证。本项目在科学上有望发展和深化地球系统概念，在实践中有望服务于灾害预警和多灾种综合防治。

按照计划任务书的研究内容，开展了以下方面的工作：. 一、基础资料收集：项目成员赴地震震中区汶川县映秀镇和德阳市深井水温观测点进行了实地考察，进行了汶川巨震期间土壤温度、湿度、地下热流体(水汽，CO2、地热、地下水位、水氡等)数据的收集和整编。在此基础上，系统开展了四川省地下流体观测资料评估。二、基本事实的分析：开展了地下热流体排放的来源、量级、时空尺度及相应的土壤热通量估算以及地热流体脉冲性释放与土壤温度突升以及降水变化的分析。发现汶川巨震期间周边8站的降水在2008年5月中旬显著偏多，其中6站通过了95%的显著性检验。对比分析 “5.12”汶川巨震与“4.14”玉树强震地气系统演变的对比分析，发现可分为三阶段：①地温逐月升高，但降水反而减少；②月际变地温场与月降水场的经向波动明显；③经向的应变波消失，代之以纬向的地温、降水波，它距强震发生一般只有0-2个月。上述观测事实，可以用强震成因的外核对流上升体“顶托说”进行合理的解释。三、数值模拟验证：考虑地震发生时地热能的释放，利用区域气候模式对汶川地震对区域降水的影响进行了模拟。结果表明，考虑汶川地震的影响后，震中区域出现异常辐合上升区，其下游南北低层各出现一个异常气旋式环流，高层为反气旋式环流；相应的震中区域出现降水增加的情况，而下游出现南北两条明显的多雨带，汶川地震释放的地热通量是激发异常降水的一个主要原因，而其对降水的影响具有明显的下游效应。. 从项目执行情况看，预期的三大研究内容均得以顺利开展。并在汶川巨震期间降水的异常变化，以及相关机理的数值模拟方面取得了一些新的认识。有助于增进对地球系统各圈层相互作用及短期气候变化机理的科学认知水平。本项目的学术观点特色鲜明，是对我国科学家以往长期的研究积累的进一步深化。所得的部分研究结果具有较强的探索性和原创性。. 项目执行期间已发表受资助论文12篇，正式接收论文2篇。另有已投稿论文3篇，已完成论文1篇。上述论文共计18篇，超出了项目计划任务书中完成论文4-7篇的预期目标。. 此外，项目执行期间共培养毕业硕士研究生2名，招收博士研究生3名，硕士研究生3名。参加国际学术会议交流3次，做国际会议特邀报告1次。