【摘 要】
:
利用背景噪声互相关可以提取两个台站间传播的地震波信号用于后续的成像和监测等研究。理论上,从噪声互相关函数中可以获取体波和面波信号。但地球上的背景噪声主要由面波类型组成,因此噪声互相关函数中的面波较易提取,也是多数研究所利用的信号。噪声互相关函数中体波信号受体波信号的稳相区域、体波类型噪声源分布和反射衰减等影响,其信号较弱。利用密集的台阵,通过空间叠加的方式来增强噪声互相关函数中体波信号的强度,是提
【基金项目】
:
国家重点研发计划(项目编号:2018YFC1503200); 国家自然科学基金面上项目:基于深度学习的水库库区微地震识别和分类研究-以四川大岗山水库为例(项目编号:42074060); 国家自然科学基金面上项目:利用气枪震源和密集台阵研究程海断裂带精细结构及变化(项目编号:41974069);
论文部分内容阅读
利用背景噪声互相关可以提取两个台站间传播的地震波信号用于后续的成像和监测等研究。理论上,从噪声互相关函数中可以获取体波和面波信号。但地球上的背景噪声主要由面波类型组成,因此噪声互相关函数中的面波较易提取,也是多数研究所利用的信号。噪声互相关函数中体波信号受体波信号的稳相区域、体波类型噪声源分布和反射衰减等影响,其信号较弱。利用密集的台阵,通过空间叠加的方式来增强噪声互相关函数中体波信号的强度,是提取和分析体波信号的有效方法。本文利用了日本F-net(2013-2018年,73个宽频带台站)以及中国地震科学探测台阵二期(2013-2016年,667个台站)和三期(2016-2018年,361个台站)的垂直分量数据,计算了密集台阵之间的噪声互相关函数,并利用空间叠加对体波信号进行了提取和分析,开展的主要工作和获得的结论如下:1)利用F-net和Chin Array二期台站垂直分量间的噪声互相关函数,通过bin stack方法获取了台站间距15-40度的直达P波和地核反射Pc P和Sc S体波信号。其中,周期3-10s的体波信号以直达P波为主,而周期30-60s的体波震相以Pc P和Sc S为主。体波信号的信噪比与bin stack方法中bin的宽度有关,分析表明,在叠加宽度在5-100km变化时,直达P波获取最高信噪比最优叠加宽度约为20km,而Pc P和Sc S的信噪比随叠加宽度的增加而增加。相关的最优宽度与对应信号的周期和慢度有关。直达P波呈现较强的单向性,主要由F-net传向Chin Array,并且其信噪比呈现一定的季节性变化,表明其能量来源主要来自北太平洋的体波噪声源,与海洋活动有关。长周期Pc P和Sc S的信噪比无明显季节变化,与对应时段全球6.5级以上显著地震的发生呈正相关。2)利用F-net和Chin Array三期台站的垂直分量间的噪声互相关函数和bin stack方法,提取了台阵间传播的周期3-10s的直达P波信号,并分析了其信噪比的方位依赖性。结果表明,在震中距10-30度内,直达P波信号也表现出较强的单向性,其能量主要来自于北太平洋区域。同时,最佳bin stack叠加宽度约为20-25km,并随着震中距的增加而增加。同时,相似震中距,不同方位的叠加结果中,P波的信噪比有明显不同。分析表明,相应P波的信噪比与北太平洋区域体波类型噪声源的分布有关。当对应的路径方位靠近体波噪声源时,提取到P波的信噪比较高,这显示了体波噪声的稳相区域形态与面波稳相区域不同,以及其对信号提取的影响。3)利用Chin Array三期的垂直分量的背景噪声互相关函数以及共中心点的空间叠加方法,提取和分析了华北地区410km和610km间断面的反射P波信号。通过分区域共反射点叠加和相位加权叠加方式,可以获取清晰的间断面反射P波信号,可用于研究区间断面横向结构的分析。经过时深转换后的叠加剖面显示,研究区下方410km间断面西低东高,660km间断面处振幅微弱区域与南北重力梯度带相对应。相关结果与接收函数的结果有较好的对应关系。利用噪声互相关函数来提取得到体波信号,可以拓展噪声互相关中信号提取的类型,并后续用于研究地球深部的结构。本文的研究结果表明,利用空间叠加方式可以对较弱的体波信号进行增强,获取可靠的体波信号。同时,体波信号的提取与相应的体波类型噪声源的分布和特征具有很强的关联性。在后续研究中,采用更精细的空间叠加方式,并综合考虑体波信号稳相区域的影响,可进一步提高相关体波信号的提取精度。
其他文献
地震电离层现象是地震孕育过程中所发生的复杂物理或化学过程在电离层中的响应。自上世纪60年代以来,这种现象被不断地报道,引起越来越多关注,被认为是用于监测地震活动的比较有前景且有效手段之一。近年来随着空间探测技术的发展,许多国家已经发射了专用于地震监测的卫星,实现了在卫星高度上的电离层原位测量,开展了大量地震电离层现象的研究工作,并取得了一定的研究成果。但由于地震的复杂特性,电离层的高动态变化,观测
上地幔尤其是地幔过渡带和岩石圈速度结构的研究对探测地幔温度、化学组分、地幔对流以及岩石圈破坏等相关动力学问题意义重大。华南块体由扬子克拉通和华夏地块两个微陆块在新元古代晚期碰撞拼合而成,经历过多期强烈的构造运动,是研究太平洋板块俯冲和岩石圈减薄机制的最佳场所。而青藏高原则是研究陆一陆碰撞的野外实验室,自新生代印度板块与欧亚板块碰撞以来,吸收了至少1700km的南北向缩短量,其隆升机制和变形过程是重
地震震源的复杂性体现在多个方面,如断层几何形态的复杂性、断层面上滑动分布的复杂性、地震能量随时间变化的复杂性以及断层错动方式的复杂性,等等。根据矩张量描述的位移表示定理,地震震源的复杂性可以用震源体内部的离散点源的矩张量分布描述,而每个点源的矩张量也可以有彼此独立的震源时间函数。然而,有限的观测数据并不允许本研究同时反演这样一个震源的所有参数。因此,有限断层反演受限于一个或几个平面断层上滑动量和滑
地震动非平稳特性对结构/土层地震响应均有显著的影响。由于已有的研究未能实现对地震动非平稳特性的近似定量控制,因此无法定量考察地震动特性参数对结构/土层响应的影响,从而限制了地震动特性研究成果在工程实践中的广泛应用。为了能够在工程实践中结合场地条件、结构特点等确定合理的地震动非平稳参数,本文首先构建了适合于工程应用的随机地震动模型描述地震动非平稳特性;然后,基于随机地震动模型构建了能够匹配多目标的地
局部地形对地震动的影响是地震学和工程学研究领域的重要问题,也是当今科学研究工作的热点话题。从1940年加利福尼亚州出色地记录人类历史上第一条强震动以来,相关工作陆续开展。根据实际观测和震害调查,本文选取的研究对象是圆弧形凹陷与圆弧形沉积盆地,选取破坏性较强的SH波为入射波。目前,地震波散射问题的解析解,一般在频域内给出,且适用的频带较窄,不能获取可靠的瞬态反应解析解。为解决此问题,本文推导了圆弧形
川滇地区位于多板块汇聚的区域,深大断裂发育,属于南北地震带的南段,是中国大陆强地震发生最为频繁的地区之一。该地区的地壳和上地幔记录了大陆碰撞和俯冲的远场效应,是青藏高原东部挤出的关键地区。其独特的地学特征受到地学界的广泛关注,并开展了大量的地球物理探测工作。尽管这些工作对该地区的动力学过程和深部结构进行了详尽的讨论和分析,但是,青藏高原地壳物质东流的通道及其规模和方向并不清楚,地震活动的诱发机制并
地壳厚度和波速比参数是描述地壳结构与物质组成的重要参数,此外,可靠的地壳厚度不仅可用于地壳演化与地球动力学分析、重力补偿与模拟,也可为地震波成像研究中的地壳校正提供重要的基础约束。论文提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、Vp/Vs和平均P波速度的改进方法。首先,基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证,结果表明,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能对地壳
重力测量对研究地球动力学、地球内部精细结构、资源探测等领域有重要意义。目前观测结果表明,重力观测数据的环境扰动影响分析在研究重力测量数据中必不可少。本文基于i Grav-012超导重力仪2016、2018、2019和2020年每年6月-10月数据,针对地震、台风、次重力波三类大尺度扰动源,提取超导重力观测数据中对应的扰动信号并开展时频特征分析,为重力测量数据的处理提供技术支撑。主要研究成果如下:(
六面体网格适用于谱元法,且在计算精度及存储空间等方面相对于其他体网格具有显著优势,利用规则六面体单元对起伏界面地形进行网格剖分时,在界面起伏较大处因单元无法贴合界面而常常选择用阶梯状网格近似描绘起伏界面,而这种阶梯状网格在数值模拟时通常会产生散射。为消除阶梯状网格对起伏界面地震动模拟计算的影响,本文旨在寻找一种适合谱元法的六面体单元网格剖分方式,使得:网格尽可能保持均匀且剖分尽可能贴合起伏界面。本
在我国由于农村住房抗震性能不足,中小地震导致农村住房倒塌造成大量人员伤亡和经济损失。为减少地震造成的此类损失,2004年,我国开始实施“农村民居地震安全工程”。农村民居地震安全工程主要通过提供政策补贴激励以及工程措施(提供抗震图纸、修建圈梁构造柱、农村工匠培训),促进农村居民修建自建房屋时采取抗震施工。农村民居地震安全工程涉及农村住房抗震的工程问题研究,也涉及抗震技术宣传、政策效应和农村居民的备灾