基于密集喜马拉雅一期台阵的2013年2月15日俄罗斯车里雅宾斯克陨石坠落事件的地震学观测
发布时间：2021-07-10 14:37
喜马拉雅科学探测台阵是覆盖整个中国大陆的密集流动观测台阵,其中的第一期台阵布设在中国西南部的南北地震带南段。本文中,我们分析了喜马拉雅一期台阵记录到的2013年2月15日俄罗斯车里雅宾斯克陨石坠落事件的数据。这是自1908年通古斯陨石大爆炸事件发生以来最大的外来物体进入地球大气层的事件。本次陨石坠落事件所辐射出的地震能量被全世界范围的地震台站记录到,包括远在4 000km以外的喜马拉雅一期台阵。然而,在陨石坠落事件发生的约20min前,汤加地区发生了一次5.8级地震,此次地震信号对陨石坠落信号在喜马拉雅一期台阵的波形记录上产生了干扰。为了测试从陨石坠落事件中监测到微弱地震信号的可行性,我们计算了速度谱分析图,并对面波信号进行了频率―波数（F-K）分析。我们识别到一个后方位角（BAZ）约为329.7°,慢度34.73s/deg的震相,与俄罗斯陨石事件的面波震相（BAZ约为325.97°）一致。陨石事件的面波震级MS=3.94±0.18。我们还对日本F-net宽频带地震台阵的数据做了同样的分析,得到陨石事件面波的后方位角为316.61°。综合喜马拉雅一期台阵和F-ne...
【文章来源】：世界地震译丛. 2019,50(03)
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
图３（ａ）对于给定后方位角１１０．６５°的速度谱分析图
２３６世界地震译丛５０卷自助法估计了ＢＡＺ的标准误差（Ｋｏｐｅｒ，２００５）。用于Ｆ－Ｋ分析的喜马拉雅一期台阵的台站有５１个。在自助法的每一步迭代中，我们将第ｉ道波形用５１道波形中随机选取的一道代替（１≤ｉ≤５１），也就是说，每一次迭代中会有随机数量的波形被替代。我们进行了１０次迭代，得到汤加地震ＢＡＺ计算的标准误差为１．９°。图４（ａ）对图２ｂ中蓝色框内的汤加地震震相的Ｆ－Ｋ分析（原图为彩色图———译注）。黑色五角星代表估计的最佳慢度值。三角形代表在慢度搜索中利用自助法对波形重采样后得到的慢度，从而估算慢度的标准误差。计算能量束时提取震相所用的时间窗口长度为１４０ｓ。所有的波形经过０．０３～０．０５Ｈｚ带通滤波处理。最终得到的最佳后方位角为１１１．０°。（ｂ）对喜马拉雅一期台阵中５１个选取台站和（ｃ）一个子台阵的深绿色框内震相的Ｆ－Ｋ分析。图（ｂ）中选取的是图２ｂ中的５１个台站，图（ｃ）中选取的是喜马拉雅一期台阵一个小区域内的２９个台站（图５中蓝色矩形框所示）。波形经过０．０５～０．０７Ｈｚ带通滤波处理。图（ｂ）和图（ｃ）中提取震相的时间窗口长度均为１００ｓ。虽然图（ｂ）和图（ｃ）中的最佳后方位角接近（３３３．４°和３２９．７°），但由于图（ｃ）中台站分布更加集中，因此，图（ｃ）中后方位角的标准误差要远小于图（ｂ）
２３８世界地震译丛５０卷图６（ａ）图２ｂ中蓝色框内震相的Ｆ－Ｋ分析（原图为彩色图———译注）。这里使用了喜马拉雅一期台阵的所有台站。参考台站、时间窗口、滤波频段均与图４ａ相同。（ｂ）图２ｂ中深绿色框内震相的Ｆ－Ｋ分析。同样使用了喜马拉雅一期台阵的所有台站。参考台站、时间窗口、滤波频段均与图４ｂ相同２０１３年２月１５日０３：００：００之后２８００～２９００ｓ（协调世界时０３：４６：４０～０３：４８：２０）作为时间窗，我们得到一个慢度为３４．７３ｓ／ｄｅｇ，ＢＡＺ为３２９．７°的震相（图４ｃ）。与美国地质调查局定位结果的偏差为３．７３°，比图４ｂ中的偏差７．４３°小很多。能量束的汇聚效果更好，对应ＢＡＺ的标准误差从１４２．４°降至１．６°，说明计算结果更稳定。最佳慢度为３４．７３ｓ／ｄｅｇ，对应速度为３．２１ｋｍ／ｓ，与图２ａ中的约３ｋｍ／ｓ的速度相一致。另一方面，从喜马拉雅一期台阵中选取的５１个台站也具有大孔径，但对汤加地震事件的影响较小（图４ａ），主要是因为汤加地震事件的面波信噪比更高，持续时间更长，使得信号的一致性更好，ＢＡＺ的计算误差更校如前所述，我们只使用喜马拉雅一期台阵的一部分子台阵用于速度谱分析和Ｆ－Ｋ分析。如果我们使用所有３５０个台站，汤加地震事件的Ｆ－Ｋ分析结果显示出一个明显的面波震相，对应后方位角的标准误差为１．６°（图６ａ）。然而，陨石事件的Ｆ－Ｋ分析同时受到噪声和汤加地震信号的干扰（图６ｂ），使得ＢＡＺ结果与美国地质调查局的定位结果相比存在较大偏差（约为８９．６
本文编号：3276102
【文章来源】：世界地震译丛. 2019,50(03)
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
图３（ａ）对于给定后方位角１１０．６５°的速度谱分析图
２３６世界地震译丛５０卷自助法估计了ＢＡＺ的标准误差（Ｋｏｐｅｒ，２００５）。用于Ｆ－Ｋ分析的喜马拉雅一期台阵的台站有５１个。在自助法的每一步迭代中，我们将第ｉ道波形用５１道波形中随机选取的一道代替（１≤ｉ≤５１），也就是说，每一次迭代中会有随机数量的波形被替代。我们进行了１０次迭代，得到汤加地震ＢＡＺ计算的标准误差为１．９°。图４（ａ）对图２ｂ中蓝色框内的汤加地震震相的Ｆ－Ｋ分析（原图为彩色图———译注）。黑色五角星代表估计的最佳慢度值。三角形代表在慢度搜索中利用自助法对波形重采样后得到的慢度，从而估算慢度的标准误差。计算能量束时提取震相所用的时间窗口长度为１４０ｓ。所有的波形经过０．０３～０．０５Ｈｚ带通滤波处理。最终得到的最佳后方位角为１１１．０°。（ｂ）对喜马拉雅一期台阵中５１个选取台站和（ｃ）一个子台阵的深绿色框内震相的Ｆ－Ｋ分析。图（ｂ）中选取的是图２ｂ中的５１个台站，图（ｃ）中选取的是喜马拉雅一期台阵一个小区域内的２９个台站（图５中蓝色矩形框所示）。波形经过０．０５～０．０７Ｈｚ带通滤波处理。图（ｂ）和图（ｃ）中提取震相的时间窗口长度均为１００ｓ。虽然图（ｂ）和图（ｃ）中的最佳后方位角接近（３３３．４°和３２９．７°），但由于图（ｃ）中台站分布更加集中，因此，图（ｃ）中后方位角的标准误差要远小于图（ｂ）
２３８世界地震译丛５０卷图６（ａ）图２ｂ中蓝色框内震相的Ｆ－Ｋ分析（原图为彩色图———译注）。这里使用了喜马拉雅一期台阵的所有台站。参考台站、时间窗口、滤波频段均与图４ａ相同。（ｂ）图２ｂ中深绿色框内震相的Ｆ－Ｋ分析。同样使用了喜马拉雅一期台阵的所有台站。参考台站、时间窗口、滤波频段均与图４ｂ相同２０１３年２月１５日０３：００：００之后２８００～２９００ｓ（协调世界时０３：４６：４０～０３：４８：２０）作为时间窗，我们得到一个慢度为３４．７３ｓ／ｄｅｇ，ＢＡＺ为３２９．７°的震相（图４ｃ）。与美国地质调查局定位结果的偏差为３．７３°，比图４ｂ中的偏差７．４３°小很多。能量束的汇聚效果更好，对应ＢＡＺ的标准误差从１４２．４°降至１．６°，说明计算结果更稳定。最佳慢度为３４．７３ｓ／ｄｅｇ，对应速度为３．２１ｋｍ／ｓ，与图２ａ中的约３ｋｍ／ｓ的速度相一致。另一方面，从喜马拉雅一期台阵中选取的５１个台站也具有大孔径，但对汤加地震事件的影响较小（图４ａ），主要是因为汤加地震事件的面波信噪比更高，持续时间更长，使得信号的一致性更好，ＢＡＺ的计算误差更校如前所述，我们只使用喜马拉雅一期台阵的一部分子台阵用于速度谱分析和Ｆ－Ｋ分析。如果我们使用所有３５０个台站，汤加地震事件的Ｆ－Ｋ分析结果显示出一个明显的面波震相，对应后方位角的标准误差为１．６°（图６ａ）。然而，陨石事件的Ｆ－Ｋ分析同时受到噪声和汤加地震信号的干扰（图６ｂ），使得ＢＡＺ结果与美国地质调查局的定位结果相比存在较大偏差（约为８９．６
本文编号：3276102
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