Rayleigh面波地震背景噪聲成像技術已被成功運用到全球范圍不同尺度的地球內部結構的研究中,并以背景噪聲場是時空均勻分布為前提假設.然而真實的噪聲源分布的時空非均勻性將導致經驗格林函數提取存在偏差,最終影響噪聲成像結果的精準性.近年來,噪聲源分布特征研究逐步成為提高噪聲成像精準度、深化地震背景噪聲成像的關鍵問題.本文利用頻率-波束域分析法對中國西北地區(qū)的一個大孔徑臺陣（WuTan Array,簡稱WTA）在2014全年的垂直分量連續(xù)記錄做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪聲源分布特征.結果顯示:WTA臺陣成功探測到了10～20s周期范圍的來自于全球不同方位的Rayleigh波噪聲信號,其源區(qū)分布具有明顯的季節(jié)變化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季則轉為印度洋方位噪聲信號最強.此外,Rayleigh波噪聲源區(qū)空間分布還表現(xiàn)出一定的頻率依賴性,即在較低頻段（0.0488～0.0635Hz）在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四個方位均有分布;而在頻率較高頻段（0.0928～0.1025Hz）則集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪聲源時空分布特征和頻率依賴性與海洋活動本... 

【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(07)北大核心

【文章頁數】：14 頁

【部分圖文】：

WTA臺陣在不同周期（50s、20s、10s和5s）所對應的臺陣響應

另外，為了更全面地了解Rayleigh面波噪聲信號的空間分布特征，我們給出了WTA臺陣2014年全年所探測到的噪聲信號最大值出現(xiàn)次數統(tǒng)計圖（圖5).與圖4給出的2014年全年迭加求和結果類似，圖5給出的最大值出現(xiàn)次數統(tǒng)計圖同樣地反應出Rayleigh面波信號主要來自臺陣北西方位的北大西洋、臺陣南南西-正南方位的印度洋以及臺陣東南方位的西太平洋區(qū)域．圖4和圖5分別給出的按年迭加以及按年所做的最大值出現(xiàn)次數統(tǒng)計結果均顯示出：WTA臺陣成功探測到了10～20s周期范圍Rayleigh面波噪聲源信號，對應的相速度約為3.2km·s-1．此處所探測到的Rayleigh面波噪聲信號在空間方位上有如下分布特征，即分布在臺陣的北西、北東、南南西-南-南南東以及東南方位，對應的源區(qū)分別為北大西洋、北太平洋、印度洋和西太平洋海域．2.2 Rayleigh面波噪聲源季節(jié)分布特征分析

基于f-k聚束分析結果，本文研究發(fā)現(xiàn)Rayleigh波地脈動噪聲源在方位角分布上不僅表現(xiàn)出2.1節(jié)所述的明顯優(yōu)勢方向，同時還呈現(xiàn)出隨季節(jié)變化的特征．圖6給出的是從春、夏、秋、冬四個季節(jié)中挑選出的具有代表性特征的，周期約為15s時不同時窗所對應的Rayleigh波地脈動信號的觀測實例．由圖6可知在不同的時間窗口，Rayleigh波分布呈現(xiàn)出不同的方位角分布特征．在某些時間窗口（如2014年1月18日），Rayleigh波分布在臺陣北北西和北北東方位；而當選取的時窗落在北半球春季時（比如2014年4月22日），Rayleigh波則同時集中分布在臺陣北北西、北北東以及臺陣南南西-南-南南東方位；隨著時間變化，到北半球夏季的時候（比如2014年6月22日），Rayleigh波則集中分布在臺陣西南-南方位；等到了北半球秋季時（比如2014年9月16日），Rayleigh波分布方位則變到臺陣北北西、南以及東南方位．圖5 2014年探測到的Rayleigh噪聲信號相對能量最大值出現(xiàn)次數統(tǒng)計圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]西北太平洋海島地區(qū)地震背景噪聲特征及海洋學解釋[J]. 陳棟爐,林建民,倪四道,祝翔宇,鄭紅.  地球物理學報. 2018 (01)
[2]由長時間連續(xù)記錄不壓制地震信號提取近似格林函數的可行性研究[J]. 曾祥方,倪四道,夏英杰.  地球物理學進展. 2012(05)
[3]利用背景噪聲進行地震成像的新方法[J]. 齊誠,陳棋福,陳颙.  地球物理學進展. 2007(03)



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