三分量波形梯度法及其成像研究
發(fā)布時間:2021-01-11 02:04
波形梯度法是一種全新的臺陣數(shù)據(jù)處理技術(shù),通過臺站之間的波形相位和振幅的差異,得到相速度、傳播方向、幾何擴(kuò)散以及輻射花樣等地震波傳播參數(shù)。近年來,全球的,區(qū)域的,局部的地震觀測臺陣發(fā)展迅速,最典型的例子就是美國的USArray計劃,中國地震科學(xué)探測臺陣計劃等。這些密集臺陣數(shù)據(jù)都可以可用于波形梯度法進(jìn)行研究當(dāng)中。本論文包括三大部分,第一部分利用美國USArray數(shù)據(jù),研究三分量波形梯度法;第二部分利用喜馬拉雅臺陣1期以及研究區(qū)域內(nèi)固定地震臺共同組成的臺陣數(shù)據(jù)研究基于波形梯度法的三維成像;第三部分包括利用波形梯度方法對地震波場插值。在之前波形梯度法的研究當(dāng)中,大多只用到了地震儀三分量中的垂直的分量,對水平分量缺少一定研究,本次研究首次將波形梯度法用于三分量面波地震數(shù)據(jù)的研究當(dāng)中。利用2012年8月27日發(fā)生中美洲地區(qū)的7.4級地震,通過USArray臺陣收集的面波三分量數(shù)據(jù)對美國中東部地區(qū)進(jìn)行了研究。首先對垂向分量的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波形梯度計算,求得入射子臺網(wǎng)的面波傳播方向,再根據(jù)求得的角度對地震計的水平的兩個分量進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn),得到地震波傳播方向上的徑向分量,以及切向分量(SH波)。然后對旋轉(zhuǎn)后...
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不規(guī)則臺陣模型(據(jù)LiangandLangston,2009修改)
圖 2-2 復(fù)平面下 與 ( )、 ( )關(guān)系示意圖以得到瞬時角頻率與瞬時相位之間的關(guān)系:ω(t) = ( ) 2-44)帶入式(2-42)中可得:| | ( )= ( )|U| ( ) | | ( )|U|ω(t) 拉公式,式(2-45)等式左邊同樣可以展開成實部與虛部,于的實部與虛部對應(yīng)相等可得,實部:| | os( ) = ( )|U| ( ) | | | |sin( ) = ( )|U|ω(t) 解式(2-46)(2-47)可以得到 ( ) ( )得: ( ) =1 (t)| ||U|sin( )
Y 方向的范圍為 2000 到 3200,其中臺站分布由圖2-3 所示,臺站間距 100km。圖 2-3 初始模式示意圖紅色五角星表示震源,黑色三角形表示臺站在這里只是用了二維的平面模型。將二維模型一共分成 3 個部分,其速度分別為4.3km/s、4.0km/s、3.8km/s(圖 2-3)。每個臺站上的合成波形高斯函數(shù)(式 2-50)。同時對合成數(shù)據(jù)加入了 4%以及 8%的隨機(jī)噪聲。u(t x y) =1√ 2 2 xp 0 0005 ) (2-50)這里只考慮了由于界面速度變化導(dǎo)致的地震波傳播方向的變化這種較為理想的情況,得到了每個臺站理論的傳播方向變化,將所有臺站的傳播方向組合在一起,得到了圖 2-4。傳播方向變化主要是實際入射臺站的方位角減去震源與臺站連線的方位角得到。從圖中可以看出,由于位于 1500km 以及 2500km 兩個速度界面的影響,傳播方向的變化明顯,并在 2500km 界面處上下有錯斷,這也說明了在實際的面波傳播過程中,傳播方向的變化與傳播路徑上的速度變化界面有很大影響。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近震全波形反演2017年九寨溝M7.0地震序列震源機(jī)制解[J]. 楊宜海,范軍,花茜,高見,王朝亮,周魯,趙韜. 地球物理學(xué)報. 2017 (10)
[2]利用面波頻散與接收函數(shù)聯(lián)合反演青藏高原東南緣地殼上地幔速度結(jié)構(gòu)[J]. 鄭晨,丁志峰,宋曉東. 地球物理學(xué)報. 2016(09)
[3]青藏高原東南部地區(qū)瑞雷波相速度層析成像[J]. 潘佳鐵,李永華,吳慶舉,丁志峰. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[4]青藏高原東南緣基于背景噪聲的Rayleigh面波方位各向異性研究[J]. 王瓊,高原,石玉濤. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[5]利用中國地震科學(xué)臺陣研究青藏高原東南緣地殼各向異性:第一期觀測資料的剪切波分裂特征[J]. 太齡雪,高原,劉庚,肖卓. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[6]玉溪—臨滄剖面寬角地震探測——紅河斷裂帶及滇南地殼結(jié)構(gòu)研究[J]. 王夫運(yùn),潘素珍,劉蘭,劉寶峰,張建獅,鄧曉果,馬策軍,張彩軍. 地球物理學(xué)報. 2014(10)
[7]基于背景噪聲研究云南地區(qū)面波速度非均勻性和方位各向異性[J]. 魯來玉,何正勤,丁志峰,王椿鏞. 地球物理學(xué)報. 2014(03)
[8]中國地震科學(xué)臺陣流動觀測現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 宋麗莉,楊微,葛洪魁,袁松湧,歐陽飚. 國際地震動態(tài). 2012(03)
[9]USArray及其近期科學(xué)發(fā)現(xiàn)[J]. 李秋生,陳凌,王良書,吳慶舉,劉宏兵,張忠杰,趙俊猛,史大年,賀日政. 地質(zhì)學(xué)報. 2010(06)
[10]“國家數(shù)字測震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心”技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)及其對汶川大地震研究的數(shù)據(jù)支撐[J]. 鄭秀芬,歐陽飚,張東寧,姚志祥,梁建宏,鄭潔. 地球物理學(xué)報. 2009(05)
本文編號:2969853
【文章來源】:成都理工大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不規(guī)則臺陣模型(據(jù)LiangandLangston,2009修改)
圖 2-2 復(fù)平面下 與 ( )、 ( )關(guān)系示意圖以得到瞬時角頻率與瞬時相位之間的關(guān)系:ω(t) = ( ) 2-44)帶入式(2-42)中可得:| | ( )= ( )|U| ( ) | | ( )|U|ω(t) 拉公式,式(2-45)等式左邊同樣可以展開成實部與虛部,于的實部與虛部對應(yīng)相等可得,實部:| | os( ) = ( )|U| ( ) | | | |sin( ) = ( )|U|ω(t) 解式(2-46)(2-47)可以得到 ( ) ( )得: ( ) =1 (t)| ||U|sin( )
Y 方向的范圍為 2000 到 3200,其中臺站分布由圖2-3 所示,臺站間距 100km。圖 2-3 初始模式示意圖紅色五角星表示震源,黑色三角形表示臺站在這里只是用了二維的平面模型。將二維模型一共分成 3 個部分,其速度分別為4.3km/s、4.0km/s、3.8km/s(圖 2-3)。每個臺站上的合成波形高斯函數(shù)(式 2-50)。同時對合成數(shù)據(jù)加入了 4%以及 8%的隨機(jī)噪聲。u(t x y) =1√ 2 2 xp 0 0005 ) (2-50)這里只考慮了由于界面速度變化導(dǎo)致的地震波傳播方向的變化這種較為理想的情況,得到了每個臺站理論的傳播方向變化,將所有臺站的傳播方向組合在一起,得到了圖 2-4。傳播方向變化主要是實際入射臺站的方位角減去震源與臺站連線的方位角得到。從圖中可以看出,由于位于 1500km 以及 2500km 兩個速度界面的影響,傳播方向的變化明顯,并在 2500km 界面處上下有錯斷,這也說明了在實際的面波傳播過程中,傳播方向的變化與傳播路徑上的速度變化界面有很大影響。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近震全波形反演2017年九寨溝M7.0地震序列震源機(jī)制解[J]. 楊宜海,范軍,花茜,高見,王朝亮,周魯,趙韜. 地球物理學(xué)報. 2017 (10)
[2]利用面波頻散與接收函數(shù)聯(lián)合反演青藏高原東南緣地殼上地幔速度結(jié)構(gòu)[J]. 鄭晨,丁志峰,宋曉東. 地球物理學(xué)報. 2016(09)
[3]青藏高原東南部地區(qū)瑞雷波相速度層析成像[J]. 潘佳鐵,李永華,吳慶舉,丁志峰. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[4]青藏高原東南緣基于背景噪聲的Rayleigh面波方位各向異性研究[J]. 王瓊,高原,石玉濤. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[5]利用中國地震科學(xué)臺陣研究青藏高原東南緣地殼各向異性:第一期觀測資料的剪切波分裂特征[J]. 太齡雪,高原,劉庚,肖卓. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[6]玉溪—臨滄剖面寬角地震探測——紅河斷裂帶及滇南地殼結(jié)構(gòu)研究[J]. 王夫運(yùn),潘素珍,劉蘭,劉寶峰,張建獅,鄧曉果,馬策軍,張彩軍. 地球物理學(xué)報. 2014(10)
[7]基于背景噪聲研究云南地區(qū)面波速度非均勻性和方位各向異性[J]. 魯來玉,何正勤,丁志峰,王椿鏞. 地球物理學(xué)報. 2014(03)
[8]中國地震科學(xué)臺陣流動觀測現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 宋麗莉,楊微,葛洪魁,袁松湧,歐陽飚. 國際地震動態(tài). 2012(03)
[9]USArray及其近期科學(xué)發(fā)現(xiàn)[J]. 李秋生,陳凌,王良書,吳慶舉,劉宏兵,張忠杰,趙俊猛,史大年,賀日政. 地質(zhì)學(xué)報. 2010(06)
[10]“國家數(shù)字測震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心”技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)及其對汶川大地震研究的數(shù)據(jù)支撐[J]. 鄭秀芬,歐陽飚,張東寧,姚志祥,梁建宏,鄭潔. 地球物理學(xué)報. 2009(05)
本文編號:2969853
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