三分量波形梯度法及其成像研究
发布时间：2021-01-11 02:04
波形梯度法是一种全新的台阵数据处理技术,通过台站之间的波形相位和振幅的差异,得到相速度、传播方向、几何扩散以及辐射花样等地震波传播参数。近年来,全球的,区域的,局部的地震观测台阵发展迅速,最典型的例子就是美国的USArray计划,中国地震科学探测台阵计划等。这些密集台阵数据都可以可用于波形梯度法进行研究当中。本论文包括三大部分,第一部分利用美国USArray数据,研究三分量波形梯度法;第二部分利用喜马拉雅台阵1期以及研究区域内固定地震台共同组成的台阵数据研究基于波形梯度法的三维成像;第三部分包括利用波形梯度方法对地震波场插值。在之前波形梯度法的研究当中,大多只用到了地震仪三分量中的垂直的分量,对水平分量缺少一定研究,本次研究首次将波形梯度法用于三分量面波地震数据的研究当中。利用2012年8月27日发生中美洲地区的7.4级地震,通过USArray台阵收集的面波三分量数据对美国中东部地区进行了研究。首先对垂向分量的地震数据进行波形梯度计算,求得入射子台网的面波传播方向,再根据求得的角度对地震计的水平的两个分量进行坐标旋转,得到地震波传播方向上的径向分量,以及切向分量（SH波）。然后对旋转后...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不规则台阵模型（据LiangandLangston，2009修改）
图 2-2 复平面下 与 ( )、 ( )关系示意图以得到瞬时角频率与瞬时相位之间的关系：ω(t) = ( ) 2-44）带入式（2-42）中可得：| | ( )= ( )|U| ( ) | | ( )|U|ω(t) 拉公式，式（2-45）等式左边同样可以展开成实部与虚部，于的实部与虚部对应相等可得，实部：| | os( ) = ( )|U| ( ) | | | |sin( ) = ( )|U|ω(t) 解式（2-46）（2-47）可以得到 ( ) ( )得： ( ) =1 (t)| ||U|sin( )
Y 方向的范围为 2000 到 3200，其中台站分布由图2-3 所示，台站间距 100km。图 2-3 初始模式示意图红色五角星表示震源，黑色三角形表示台站在这里只是用了二维的平面模型。将二维模型一共分成 3 个部分，其速度分别为4.3km/s、4.0km/s、3.8km/s（图 2-3）。每个台站上的合成波形高斯函数（式 2-50）。同时对合成数据加入了 4％以及 8％的随机噪声。u(t x y) =1√ 2 2 xp 0 0005 ) (2-50)这里只考虑了由于界面速度变化导致的地震波传播方向的变化这种较为理想的情况，得到了每个台站理论的传播方向变化，将所有台站的传播方向组合在一起，得到了图 2-4。传播方向变化主要是实际入射台站的方位角减去震源与台站连线的方位角得到。从图中可以看出，由于位于 1500km 以及 2500km 两个速度界面的影响，传播方向的变化明显，并在 2500km 界面处上下有错断，这也说明了在实际的面波传播过程中，传播方向的变化与传播路径上的速度变化界面有很大影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近震全波形反演2017年九寨沟M7.0地震序列震源机制解[J]. 杨宜海,范军,花茜,高见,王朝亮,周鲁,赵韬. 地球物理学报. 2017 (10)
[2]利用面波频散与接收函数联合反演青藏高原东南缘地壳上地幔速度结构[J]. 郑晨,丁志峰,宋晓东. 地球物理学报. 2016(09)
[3]青藏高原东南部地区瑞雷波相速度层析成像[J]. 潘佳铁,李永华,吴庆举,丁志峰. 地球物理学报. 2015(11)
[4]青藏高原东南缘基于背景噪声的Rayleigh面波方位各向异性研究[J]. 王琼,高原,石玉涛. 地球物理学报. 2015(11)
[5]利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征[J]. 太龄雪,高原,刘庚,肖卓. 地球物理学报. 2015(11)
[6]玉溪—临沧剖面宽角地震探测——红河断裂带及滇南地壳结构研究[J]. 王夫运,潘素珍,刘兰,刘宝峰,张建狮,邓晓果,马策军,张彩军. 地球物理学报. 2014(10)
[7]基于背景噪声研究云南地区面波速度非均匀性和方位各向异性[J]. 鲁来玉,何正勤,丁志峰,王椿镛. 地球物理学报. 2014(03)
[8]中国地震科学台阵流动观测现状及进展[J]. 宋丽莉,杨微,葛洪魁,袁松湧,欧阳飚. 国际地震动态. 2012(03)
[9]USArray及其近期科学发现[J]. 李秋生,陈凌,王良书,吴庆举,刘宏兵,张忠杰,赵俊猛,史大年,贺日政. 地质学报. 2010(06)
[10]“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑[J]. 郑秀芬,欧阳飚,张东宁,姚志祥,梁建宏,郑洁. 地球物理学报. 2009(05)
本文编号：2969853
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不规则台阵模型（据LiangandLangston，2009修改）
图 2-2 复平面下 与 ( )、 ( )关系示意图以得到瞬时角频率与瞬时相位之间的关系：ω(t) = ( ) 2-44）带入式（2-42）中可得：| | ( )= ( )|U| ( ) | | ( )|U|ω(t) 拉公式，式（2-45）等式左边同样可以展开成实部与虚部，于的实部与虚部对应相等可得，实部：| | os( ) = ( )|U| ( ) | | | |sin( ) = ( )|U|ω(t) 解式（2-46）（2-47）可以得到 ( ) ( )得： ( ) =1 (t)| ||U|sin( )
Y 方向的范围为 2000 到 3200，其中台站分布由图2-3 所示，台站间距 100km。图 2-3 初始模式示意图红色五角星表示震源，黑色三角形表示台站在这里只是用了二维的平面模型。将二维模型一共分成 3 个部分，其速度分别为4.3km/s、4.0km/s、3.8km/s（图 2-3）。每个台站上的合成波形高斯函数（式 2-50）。同时对合成数据加入了 4％以及 8％的随机噪声。u(t x y) =1√ 2 2 xp 0 0005 ) (2-50)这里只考虑了由于界面速度变化导致的地震波传播方向的变化这种较为理想的情况，得到了每个台站理论的传播方向变化，将所有台站的传播方向组合在一起，得到了图 2-4。传播方向变化主要是实际入射台站的方位角减去震源与台站连线的方位角得到。从图中可以看出，由于位于 1500km 以及 2500km 两个速度界面的影响，传播方向的变化明显，并在 2500km 界面处上下有错断，这也说明了在实际的面波传播过程中，传播方向的变化与传播路径上的速度变化界面有很大影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近震全波形反演2017年九寨沟M7.0地震序列震源机制解[J]. 杨宜海,范军,花茜,高见,王朝亮,周鲁,赵韬. 地球物理学报. 2017 (10)
[2]利用面波频散与接收函数联合反演青藏高原东南缘地壳上地幔速度结构[J]. 郑晨,丁志峰,宋晓东. 地球物理学报. 2016(09)
[3]青藏高原东南部地区瑞雷波相速度层析成像[J]. 潘佳铁,李永华,吴庆举,丁志峰. 地球物理学报. 2015(11)
[4]青藏高原东南缘基于背景噪声的Rayleigh面波方位各向异性研究[J]. 王琼,高原,石玉涛. 地球物理学报. 2015(11)
[5]利用中国地震科学台阵研究青藏高原东南缘地壳各向异性:第一期观测资料的剪切波分裂特征[J]. 太龄雪,高原,刘庚,肖卓. 地球物理学报. 2015(11)
[6]玉溪—临沧剖面宽角地震探测——红河断裂带及滇南地壳结构研究[J]. 王夫运,潘素珍,刘兰,刘宝峰,张建狮,邓晓果,马策军,张彩军. 地球物理学报. 2014(10)
[7]基于背景噪声研究云南地区面波速度非均匀性和方位各向异性[J]. 鲁来玉,何正勤,丁志峰,王椿镛. 地球物理学报. 2014(03)
[8]中国地震科学台阵流动观测现状及进展[J]. 宋丽莉,杨微,葛洪魁,袁松湧,欧阳飚. 国际地震动态. 2012(03)
[9]USArray及其近期科学发现[J]. 李秋生,陈凌,王良书,吴庆举,刘宏兵,张忠杰,赵俊猛,史大年,贺日政. 地质学报. 2010(06)
[10]“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑[J]. 郑秀芬,欧阳飚,张东宁,姚志祥,梁建宏,郑洁. 地球物理学报. 2009(05)
本文编号：2969853
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