基于中国内陆大孔径地震台阵的Rayleigh面波噪声源分布特征研究

发布时间：2021-03-11 04:33

　　Rayleigh面波地震背景噪声成像技术已被成功运用到全球范围不同尺度的地球内部结构的研究中,并以背景噪声场是时空均匀分布为前提假设.然而真实的噪声源分布的时空非均匀性将导致经验格林函数提取存在偏差,最终影响噪声成像结果的精准性.近年来,噪声源分布特征研究逐步成为提高噪声成像精准度、深化地震背景噪声成像的关键问题.本文利用频率-波束域分析法对中国西北地区的一个大孔径台阵（WuTan Array,简称WTA）在2014全年的垂直分量连续记录做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪声源分布特征.结果显示:WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围的来自于全球不同方位的Rayleigh波噪声信号,其源区分布具有明显的季节变化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季则转为印度洋方位噪声信号最强.此外,Rayleigh波噪声源区空间分布还表现出一定的频率依赖性,即在较低频段（0.0488～0.0635Hz）在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四个方位均有分布;而在频率较高频段（0.0928～0.1025Hz）则集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪声源时空分布特征和频率依赖性与海洋活动本... 

【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(07)北大核心

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

WTA台阵在不同周期（50s、20s、10s和5s）所对应的台阵响应

另外，为了更全面地了解Rayleigh面波噪声信号的空间分布特征，我们给出了WTA台阵2014年全年所探测到的噪声信号最大值出现次数统计图（图5).与图4给出的2014年全年迭加求和结果类似，图5给出的最大值出现次数统计图同样地反应出Rayleigh面波信号主要来自台阵北西方位的北大西洋、台阵南南西-正南方位的印度洋以及台阵东南方位的西太平洋区域．图4和图5分别给出的按年迭加以及按年所做的最大值出现次数统计结果均显示出：WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围Rayleigh面波噪声源信号，对应的相速度约为3.2km·s-1．此处所探测到的Rayleigh面波噪声信号在空间方位上有如下分布特征，即分布在台阵的北西、北东、南南西-南-南南东以及东南方位，对应的源区分别为北大西洋、北太平洋、印度洋和西太平洋海域．2.2 Rayleigh面波噪声源季节分布特征分析

基于f-k聚束分析结果，本文研究发现Rayleigh波地脉动噪声源在方位角分布上不仅表现出2.1节所述的明显优势方向，同时还呈现出随季节变化的特征．图6给出的是从春、夏、秋、冬四个季节中挑选出的具有代表性特征的，周期约为15s时不同时窗所对应的Rayleigh波地脉动信号的观测实例．由图6可知在不同的时间窗口，Rayleigh波分布呈现出不同的方位角分布特征．在某些时间窗口（如2014年1月18日），Rayleigh波分布在台阵北北西和北北东方位；而当选取的时窗落在北半球春季时（比如2014年4月22日），Rayleigh波则同时集中分布在台阵北北西、北北东以及台阵南南西-南-南南东方位；随着时间变化，到北半球夏季的时候（比如2014年6月22日），Rayleigh波则集中分布在台阵西南-南方位；等到了北半球秋季时（比如2014年9月16日），Rayleigh波分布方位则变到台阵北北西、南以及东南方位．图5 2014年探测到的Rayleigh噪声信号相对能量最大值出现次数统计图

【参考文献】：
期刊论文
[1]西北太平洋海岛地区地震背景噪声特征及海洋学解释[J]. 陈栋炉,林建民,倪四道,祝翔宇,郑红.  地球物理学报. 2018 (01)
[2]由长时间连续记录不压制地震信号提取近似格林函数的可行性研究[J]. 曾祥方,倪四道,夏英杰.  地球物理学进展. 2012(05)
[3]利用背景噪声进行地震成像的新方法[J]. 齐诚,陈棋福,陈颙.  地球物理学进展. 2007(03)



本文编号：3075866