本文選題：反投影　切入點(diǎn)：大地震破裂過(guò)程　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：從過(guò)去到現(xiàn)在,地震一直是困擾著人類的重大自然災(zāi)難,這其中,以大地震造成的災(zāi)害最為嚴(yán)重,因此研究大地震的孕育和發(fā)生過(guò)程及其產(chǎn)生的災(zāi)害特征一直是地震學(xué)研究的核心問(wèn)題。為了更好地理解和研究大地震,科研人員提出了多種地球物理學(xué)方法,以更好地從不同角度研究大地震。其中,基于地震學(xué)的反投影方法可以利用區(qū)域高密度臺(tái)陣或全球臺(tái)陣來(lái)還原地震破裂過(guò)程中能量輻射的時(shí)空分布特征,并以此為基礎(chǔ)研究破裂過(guò)程。本文從信號(hào)傳輸理論出發(fā),從信號(hào)傳播的視角展示了反投影的基本原理和處理過(guò)程,自然地推導(dǎo)出了反投影的優(yōu)缺點(diǎn)以及所依賴的數(shù)據(jù)特征。在理論推導(dǎo)基礎(chǔ)上,介紹了傳統(tǒng)時(shí)間域和頻率域反投影方法的數(shù)據(jù)處理過(guò)程,并介紹了常見(jiàn)的各種處理流程上的變化及后續(xù)發(fā)展。為了驗(yàn)證多臺(tái)陣時(shí)間域反投影方法的有效性,本文用多臺(tái)陣反投影方法處理了北美、澳洲和歐洲三個(gè)臺(tái)陣的波形數(shù)據(jù),研究了 2015年4月25日尼泊爾Mw 7.8級(jí)地震的破裂過(guò)程和高頻能量輻射特征。結(jié)果顯示,高頻能量輻射位于高滑移區(qū)的北部,破裂從震中開(kāi)始沿?cái)鄬幼呦蛳驏|東南方向傳播,速度約為2.8 km/s,各個(gè)臺(tái)站所觀測(cè)的結(jié)果基本一致。將反投影顯示的高頻輻射與余震分布和滑移分布結(jié)合起來(lái),本文最終得出結(jié)論,受深度控制的溫壓條件控制著同震高頻和低頻輻射的分布特征,而破裂區(qū)東部與西部的應(yīng)力和結(jié)構(gòu)不均勻控制著破裂的開(kāi)始與結(jié)束。在傳統(tǒng)反投影方法中,通常只考慮基于一維模型的理論走時(shí)和從初始震中到臺(tái)站下方的三維結(jié)構(gòu)差異,而將源區(qū)結(jié)構(gòu)視為均勻和各向同性。為了考察源區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)反投影的影響,本文提出了一種較為系統(tǒng)的基于余震的源區(qū)走時(shí)校正方法,并用這種方法處理和研究了 2011年日本Tohoku Mw 9.0級(jí)地震的破裂和高頻能量釋放過(guò)程。本文通過(guò)對(duì)比進(jìn)行源區(qū)結(jié)構(gòu)校正和沒(méi)有進(jìn)行源區(qū)結(jié)構(gòu)校正的反投影結(jié)果發(fā)現(xiàn),校正后的高頻輻射位置向靠近海溝遠(yuǎn)離海岸的方向有所移動(dòng),離滑移區(qū)更近。這說(shuō)明Tohoku地震破裂區(qū)確實(shí)存在著結(jié)構(gòu)的橫向非均勻性,也說(shuō)明了本文提出的校正方法的有效性。這種校正方法可以結(jié)合其他先驗(yàn)信息和假設(shè),具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。除了時(shí)間域的多臺(tái)陣反投影方法,本文還研究了頻率域的多臺(tái)陣稀疏反演(壓縮感知)反投影方法。這種方法結(jié)合基于l2,1范數(shù)的稀疏優(yōu)化,將頻率域壓縮感知反投影方法從單臺(tái)陣推廣到了多臺(tái)陣,發(fā)展了一種新的基于多觀測(cè)量的壓縮感知反投影算法。這種方法只假設(shè)不同臺(tái)陣觀測(cè)的能量輻射來(lái)自相同的稀疏位置,而對(duì)不同臺(tái)陣觀測(cè)到的輻射源的振幅和相位沒(méi)有限制,從而合理有效地利用了多臺(tái)陣觀測(cè)反演得到更為準(zhǔn)確的震源信息。為了驗(yàn)證這種方法的有效性,本文進(jìn)行了數(shù)學(xué)和模擬數(shù)據(jù)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果都表明方法的有效性和可靠性。今后,將多臺(tái)陣的頻率域壓縮反投影和源區(qū)走時(shí)校正結(jié)合起來(lái),可以有效地提高反投影結(jié)果的真實(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性,為認(rèn)識(shí)大地震破裂的物理過(guò)程提供更好的約束。
[Abstract]:Based on the theory of signal transmission , the paper introduces the basic principle and the process of the inverse projection of earthquake in North America , Australia and Europe .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 姚華建;;用壓縮感知方法研究大地震的破裂過(guò)程——方法與研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

2 徐學(xué)江;沈黎明;;回憶唐山大地震死亡人數(shù)披露過(guò)程[J];黨史博采(紀(jì)實(shí));2013年10期

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本文編號(hào)：1721394