【摘要】：對(duì)剪切-粘貼方法(cut and paste,CAP)和地震軟件包(computer programs in seismology,CPS)兩個(gè)較常用的震源機(jī)制格點(diǎn)搜索反演方法的加權(quán)策略進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)二者權(quán)重分別僅單獨(dú)考慮了波形數(shù)據(jù)信噪比或振幅差異,且權(quán)重?cái)?shù)值大小隨震中距的變化趨勢(shì)相互沖突。為了解決此數(shù)值矛盾并保留二者權(quán)重的優(yōu)勢(shì),將兩種加權(quán)策略進(jìn)行聯(lián)合,綜合考慮波形信噪比和振幅差異對(duì)反演的影響。此外,考慮到震中距定權(quán)的粗糙性,提出了針對(duì)各波形本身的數(shù)據(jù)信息精化計(jì)算權(quán)重方案。為了檢驗(yàn)聯(lián)合定權(quán)的優(yōu)越性,以2013-04-20的蘆山地震為例,利用CPS程序分別用聯(lián)合及單獨(dú)定權(quán)進(jìn)行多次反演,比較發(fā)現(xiàn)聯(lián)合加權(quán)方法反演結(jié)果最優(yōu)。最終的震源機(jī)制解為(走向211°±3°,傾角41°±1°,滑動(dòng)角94°±2°),震源深度17km,與其他研究者的研究成果有很好的一致性,且與震源區(qū)的應(yīng)力及地質(zhì)構(gòu)造情況均相互吻合,表明所提出的權(quán)重方法優(yōu)化效果明顯。
【圖文】：

噪比與震中距的關(guān)系，本文以２０１３年蘆山地震未經(jīng)濾波處理的遠(yuǎn)場(chǎng)地震波數(shù)據(jù)為例，，計(jì)算分析信噪及振幅隨震中距變化的情況。假設(shè)地震波直達(dá)縱波Ｐ波之前的噪聲數(shù)據(jù)為該臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的噪聲平均樣本，并設(shè)其為高斯白噪聲，分別用觀測(cè)波形的標(biāo)準(zhǔn)差Ｓｗ和噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差Ｓｎ來(lái)衡量其振幅強(qiáng)度，并用比值Ｓｎ／Ｓｗ評(píng)估數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差。計(jì)算得到波形相對(duì)誤差隨震中距變化的關(guān)系如圖１（ａ）所示，可以看出相對(duì)誤差隨震中距變化比較散亂。為了使圖像更直觀展示相對(duì)誤差隨震中距的變化趨勢(shì)，圖１（ｃ）對(duì)圖１（ａ）中數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行最小二乘線性回歸分析，將數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行連線并用虛線表示其回歸直線，可以發(fā)現(xiàn)相對(duì)誤差隨著震中距增大而明顯增加，表明信噪比確實(shí)隨著震中距增大而降低。另一方面，如圖１（ｄ）所示，地震波傳播的幾何擴(kuò)散效應(yīng)導(dǎo)致波形振幅強(qiáng)度隨著震中距增大逐漸降低。圖１不同震中距地震波及噪聲強(qiáng)度分布Ｆｉｇ．１ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＷａｖｅａｎｄＮｏｉｓｅＥｎｅｒｇｅ６１７

了使反演結(jié)果更合理的一種微調(diào)。表１本文３種反演方案所得的反演結(jié)果Ｔａｂ．１ＲｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍＴｈｒｅｅＫｉｎｄｓｏｆＩｎｖｅｒｓｉｏｎｓｗ１ｗ２ｗ１×ｗ２深度／ｋｍ１６．０１８．０１７．０走向／（°）２０２２１３２１１傾角／（°）４７４１４１滑動(dòng)角／（°）９６９５９４Ｍｗ６．４９６．４１６．４１Ｆ０．７８２７０．５８２２０．６０５２從反演理論可知，適當(dāng)增加高質(zhì)量數(shù)據(jù)的權(quán)重可以減小反演結(jié)果的誤差，并使理論數(shù)據(jù)與觀測(cè)值吻合得更好。從圖２可以發(fā)現(xiàn)，ｗ１×ｗ２反演與ｗ２單獨(dú)加權(quán)反演的擬合度曲線非常接近，不過(guò)后者的擬合度始終略高于前者，這是因?yàn)椋鳎?#215;ｗ２加權(quán)反演對(duì)數(shù)據(jù)信噪比進(jìn)行了分析，使得質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)在反演中的權(quán)重有所下降，減弱了較大隨機(jī)噪聲的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)擬合度有所提升。另一方面，ｗ１單獨(dú)加權(quán)的反演擬合度是３次反演中最高的，這也正是由于ｗ１加權(quán)是根據(jù)數(shù)據(jù)隨機(jī)噪聲情況調(diào)節(jié)權(quán)重，使反演的擬合度盡量最高。３次反演的擬合度大小情況恰好符合ｗ１的理論預(yù)期效果。圖２擬合度隨震源深度的變化曲線Ｆｉｇ．２ＣｕｒｖｅｏｆＦｉｔＤｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎＳｏｕｒｃｅＤｅｐｔｈ６１８
【作者單位】： 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院;武漢大學(xué)地球空間環(huán)境和大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(41374053)~~
【分類號(hào)】：P315.33

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本文編號(hào)：2546871