短周期地震仪接收函数的可行性分析——以新疆和田地震台阵为例

利用新疆和田地震台阵3 km孔径范围内架设的9个子台(包括1套宽频带和9套短周期地震仪)记录的3年远震波形数据,对比研究和分析了短周期地震仪接收函数的稳定性和可靠性.通过比较和分析短周期和长周期地震仪获取的接收函数波形,结果发现:(1)短周期地震仪记录与宽频带地震仪记录得到的接收函数有很好的一致性,且具有较高的稳定性,无论α取值为1.5还是2.5,短周期地震仪接收函数与宽频带地震仪接收函数都具有较强的线性相关性(相关系数0.9),但Ps震相均存在小幅的振幅差(约20%);(2)采用接收函数震相到时信息的方法(如H-κ叠加搜索),短周期地震仪可以代替宽频带地震仪;(3)由于短周期地震仪缺乏0.155 Hz以下的低频信号和在1 Hz以下频段非线性的振幅响应,仅仅采用短周期地震仪接收函数波形反演台站下方S波速度结构,获得下地壳到上地幔顶部的速度偏差较大(约0.3 km/s),可能会造成错误解释(如下地壳低速层),因此需要和其它对波速值敏感的数据(如面波频散)进行联合分析.     

利用VP型垂直摆倾斜仪观测数据检测2011日本M_w9.0级地震激发的低频地球自由振荡

甚长周期VP型垂直摆倾斜仪对某些地球物理信号有特殊的敏感性,除了在观测小地震、慢地震等方面有优势之外,还可有效应用于低频地球自由振荡信号的探测.利用安置在武汉大学珞珈山的我国自行研制的VP型垂直摆倾斜仪在2011日本Mw9.0级大地震之后不同长度的观测数据,联合EEMD方法、自回归估计(AR)方法和bootstrap法,本文不仅检测到该地震激发的频率小于4.7 mHz的零阶球型振荡(0S2至0S38)和环型振荡(0T4至0T35)几乎所有振型以及15个谐频振型,还检测到5个其频率低于1mHz的低阶球型多线态(0S2、2S1、0S3、0S4和1S2)的部分或全部谱峰分裂现象,并给出了所有检测结果的精度评估.此外,本文分析了某些球型和环型振荡之间的耦合效应,结果表明耦合效应将显著影响地球自由振荡信号的相关参数.     

便携式节点地震仪数据采集和处理技术进展

地震学方法在地球物理的研究中占有重要的地位,便携式节点地震仪凭借着其灵活性、低价格、高效率等特点越来越多地出现在地球物理探测领域.本文基于已有的便携式节点地震仪应用实例,对数据采集流程和数据处理技术进行了简要介绍,还阐述了其在主动源与被动源数据采集中相比于传统采集的差异和优点.相比较宽频带流动台阵,便携式节点地震仪观测形式的主要特点是短周期密集台阵方式.近年来,便携式节点地震仪的短周期密集台阵观测在利用被动源地震开展深部结构探测的应用越来越广泛.本文就SPAC、HVSR、背景噪声成像及接收函数四种方法在节点地震仪的应用中进行了评述,分析了几种处理技术的原理和特点,最后探讨便携式节点仪器相比宽频带仪器的优缺点,为未来发展灵活地震采集技术提供一点参考.     

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0 ～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0.同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显.整体平均偏差约为0.10％,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助.     

中国数字地震台网记录的苏门答腊-安达曼地震激发的地球球型自由振荡的检测

利用中国数字地震台网 （CDSN）改造后的7个台站的VHZ波形资料， 提取了2004年12月26日苏门答腊-安达曼地震激发的0S2~0S54地球球型自由振荡，并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡频率进行了对比，发现与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好. 观测的该地震激发的0S2，0S3，0S4， 2S1和1S2振型自由振荡有明显的频谱分裂现象. 特别是2S1振型，是继Rosat等之后的第二次报道不叠加的情况下观测到的这种振型. 根据该地震的总体震源机制，试算了不同的地震矩，模拟了该地震0S2振型在CDSN 7个台上的自由振荡振幅， 并与记录资料进行了比较，得到该地震的地震矩可达1023Nmiddot;m；本文发现地球自由振荡记录包含了大量震源机制和地震位置的信息， 可用于地震震源破裂参数的精细研究.       

JCZ－1型地震仪观测的地球环型自由振荡

我们首次采用JCZ－1型地震仪观测资料研究地球环型自由振荡,2011年日本9.0级地震、2010年智利8.8级地震和2005年印尼8.6级地震后武汉地震台JCZ－1型地震仪观测到了其激发的环型自由振荡,我们从中检测了基振型0T2 ~0T67和一次振型1T2 ~1T50等振型的本征周期,与PREM的理论值比较,误差比小于0.5%,补充了PREM中未提到的几次振型的本征周期：0T11、0T15、0T19、1T4、1T5、1T14,并观测到了日本地震0T2、0T6、0T7 和0T8振型的多峰值现象。研究结果也表明了JCZ－1型地震仪具有良好的观测超低频长周期地球自由振荡的能力。     

宽频带地震仪性能现场检测方法进展研究

宽频带地震仪具有采样信号频带宽、动态范围广及采样精度高的特点,常布设于野外流动地震台站中进行长时间的地震观测,利用宽频带地震仪及由其组成的观测系统进行科学研究已成为近年来的发展趋势．由于野外环境存在大量不确定因素,这些变化可能会导致宽频带地震仪性能改变,从而影响数据质量．现场检测作为地震仪器性能检测的一种方法,无需改变仪器的布设位置能够保证仪器采集的连续性,同时考虑野外现场因素的影响．因此,宽频带地震仪性能的现场检测也越来越受到国内外学者的重视．本文以野外宽频地震仪性能检测为研究方向,从仪器性能的影响因素、原位校准方法以及利用观测数据评估仪器性能这三个角度出发：（1）论述了布设位置及方式、温湿度及大气压力变化对仪器性能的影响;（2）介绍了仪器原位校准中的电测法和对比测量法;（3）总结了利用地震信号、地震背景噪声以及潮汐信号对宽频地震仪性能进行现场检测的方法．最后,本文对目前宽频地震仪性能检测方法存在的问题进行分析总结,并对其发展前景提出展望．     

使用地球低频的自由振荡约束2004年苏门答腊和2005年尼亚斯地震总体的运动学

巨大的2004年亚齐?苏门答腊地震是自1960年智利特大地震和1964年阿拉斯加特大地震以来记录的最大地震。地球自由振荡得到很强的激发,并被大量台站记录到,其信噪比极好,即便低频的振型也如此。这些特殊振型非常有意义,因为这些分隔良好的分裂自由振荡的相位携带了有关大地震(Mw>8)震源的运动学信息,尤其是有关长度、持续时间和平均破裂速度的信息。使用单峰剥离技术,我们研究了几个宽带永久台站[地球透镜、地震学联合研究协会(IRIS)和全球地球动力学计划(GGP)]记录的一些地球最低频自由振荡(0S2、0S3、0S4、1S2、0S0和1S0),以恢复各个单峰参数:相位、频率和品质因子。我们使用这些参数约束了2004年12月26日苏门答腊地震和2005年3月28日尼亚斯地震的震源时空展布。我们主要使用地震仪和超导重力仪的垂直分量数据,因为这些数据的噪声比水平地震数据低,但我们还需指出,对2004年地震也可使用水平分量(1S2)。根据本文给出的初始相位测量结果,我们得到2004年地震断层长度约为1250km,持续时间约为550s。对于2005年地震,我们测定所倾向的模型是,南段约40s之后破裂,但破裂的双向性质及其空间尺...     

核幔边界地幔侧不同尺度横向非均匀对地球自由振荡的影响

地球自由振荡携带着丰富的地球内部结构信息,地球内部核幔边界的横向非均匀性问题是当今地球物理学相关学科研究的热点和难点.为了研究不同尺度横向非均匀结构对地球自由振荡的影响,本文在PREM地球模型中分别引入具有横向非均匀结构的D"区和超低速异常带(ULVZ),构建了有针对性的、新的不同尺度横向非均匀结构地球模型,采用波动方程的谱元解法开展地球自由振荡与地震波传播的长时程数值模拟、频谱分析及功率谱密度分析,以评估不同尺度横向非均匀结构对地球自由振荡的影响,从而为研究地球自由振荡的影响因素、优化地球内部结构模型等提供参考.本文的数值结果及其分析显示,除0S27、0S28、0S29和0S30振型外,核幔边界的这两类横向非均匀结构对自由振荡大部分基频振型的特征频率几无影响,仅对幅值有不同程度的影响.这一结果表明:基频振型中0S27、0S28、0S29和0S30振型适合于利用地球自由振荡谱线分裂现象分析核幔边界地幔侧横向非均匀结构的研究,而其余基频振型则不适合此类研究.     

2009年12月—2010年2月中国及邻区地震目录

<正> 本地震目录由中国地震台网中心(CENC)提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区M≥2.5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为J-B表①,发震时刻为国际时,地名为按Flinn、Engdahl和Hill~(②③)划出的地震分区给出的大致的地理位置(仅作位置参考,不含任何政治意义)。其中:Ms是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪(SK和DK-1仪)测定的震级,M_(S7)是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,m_B是用宽频带中周期仪(SK仪     

2010年7—8月中国及邻区地震目录

<正> 本地震目录由中国地震台网中心(CENC)提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区M≥2.5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为J-B表,发震时刻为国际时,地名为按Flinn、Engdahl和Hill划出的地震分区给出的大致的地理位置(仅作位置参考,不含任何政治意义)。其中:Ms是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪(SK和DK-1仪)测定的震级,M_(S7)是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,m_B是用宽频带中周期仪(SK仪     

高分辨率地震成像研究--21世纪地震学发展的一个重要趋势

随着宽频带地震观测技术的不断发展,全球及区域数字地震观测台网的密度正在不断加大,用于流动地震观测的宽频带地震仪的数量将继续迅速增加。与此同时,宽频带数字地震观测资料的积累速率按指数增长,这意味着震源波裂过程及地球内部结构的高分辨率地震成像研究将成为２１世纪地震学发展的重要趋势。地震学与地球动力学研究的关系将日趋紧密,宽频带流动地震观测的作用和重要性必将与日俱增。     

利用宽频带倾斜仪观测资料检测日本9．0级大地震激发的地球自由振荡

本文利用张家口台宽频带倾斜仪的数字化观测资料,采用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2011年3月11日日本9．0级大地震激发的oS2～oS35,基频球型自由振荡,并与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡频率进行了对比,发现实测振荡频率与PREM预测的振荡频率基本符合。宽频带倾斜仪的数字化观测资料的确可以提取到日本地震激发的地球自由振荡。     

宽频地震仪发展现状及其在背景噪声成像中的应用

宽频地震仪及由其组成的宽频地震台网、流动式数字地震台阵是一种探测地球内部构造新技术,在研究方位各向异性、壳慢速度结构、天然地震观测等方面有广泛用途,是进行天然地震波速度成像和利用地震噪声成像探测地下精细结构的必需设备.本文主要介绍了宽频地震仪的特点和国内外的发展现状;详细总结了国外较成熟宽频地震仪的性能指标;分析了宽频地震仪适用于背景噪声成像法的原因;列举了其在背景噪声成像中的实际应用;简述了其结合接收函数法、波形反演法、层析成像法的应用;最后总结了宽频地震仪不足之处,并展望了其未来发展方向.     

国产海底地震仪研制现状及其在海底结构探测中的应用

海底地震仪(Ocean Bottom Seismographs,OBS)及由其组成的海底流动地震观测台阵是近年来发展起来的高新技术,在油气探测、科学研究、防灾减灾等方面有广泛的用途,是地球物理仪器与探测技术发展中的一个新增长点.本文介绍了由中国科学院地质与地球物理研究所研制成功的宽频带、7通道海底地震仪((I-7C) ...     

沈阳台水平摆倾斜仪与超宽频带地震仪 对比观测分析

资料筛选2013年到2017年地震及自然因素案例,对沈阳地震台SSQ-2I石英水平摆倾斜仪及JCZ-1T超宽频数字地震仪的波形数据进行分析。结果表明,沈阳台SSQ-2I型石英水平摆倾斜仪与JCZ-1T型超宽频带地震仪在主要频带内对地面运动的响应程度具有一致性,但并不是所有情况下均存在一致响应,这可能是由于两套仪器的观测物理量不同、灵敏度不同等造成的。超宽频带地震仪和倾斜仪对地震波响应的特性,为倾斜观测中阶变突跳等异常变化性质的判定提供了物理学指标,对形变观测中可能出现的地震前兆异常的认识及判定具有重要意义。     

井下甚宽频带地震仪研制内容与创新

井下甚宽频带地震观测能获取来自地球内部微弱的、丰富的、准确的宽频带地壳活动信息,包括地层微破裂、慢地震等,对地震学、地震预报和相关学科均有重要的科学研究意义和实际应用价值。研制具有我国自主知识产权的井下甚宽频带地震仪,并推进其工程化、产业化是地震观测仪器发展的重要方向之一。本文介绍了国家重点研发项目重大科学仪器设备开发专项 “井下甚宽频带地震仪的研制与应用开发” 的研究目标、研究内容及主要创新点。项目首次在国内外成功研制了可应用于2000 m深井观测的、完全自主知识产权的甚宽频带地震仪,并将在国家级重大项目中示范应用,打破了国外在井下甚宽频带地震观测的领先地位,促进了国内地震观测科学技术的发展。项目的主要进展将在项目专题中的4篇文章中分别进行介绍。      

个旧地震台CTS-1E数字地震仪地震监测能力分析

根据个旧地震台地脉动干扰数据、1 930个地震的单台地震记录以及上述地震震相的识别分析结果,在分别设定纵波(P)、横波(S)、面波(Rm)最大幅度与地脉动干扰比值的基础上,计算并分析了该台CTS-1 E速度型甚宽频带数字地震仪仿真不同仪器的监测能力。     

库尔勒地震台宽频带面波震级与传统面波震级对比分析

应用IASPEI新推荐的宽频带面波震级M_(S(BB))标准,选取库尔勒地震台记录到的2015～2016年772个数字地震事件为研究对象,通过新版JOPENS6. 0-MSDP软件测定其宽频带面波震级M_(S(BB)),同时对传统面波震级M_(S7)重新测定,经过宽频带面波震级M_(S(BB))与传统面波震级MS7对比分析,从而得出两者之间的关系。     

JCZ-1型地震仪观测的地球环型自由振荡

本文首次采用JCZ-1型地震仪观测资料研究地球环型自由振荡, 并在2011年日本9.0级地震、 2010年智利8.8级地震和2005年印尼8.6级地震后武汉地震台JCZ-1型地震仪观测到了其激发的环型自由振荡, 从中检测了基振型₀T₂~₀T₆₇和一次振型 ₁T₂~₁T₅₀等振型的本征周期, 与PREM的理论值比较, 误差比小于0.5%, 补充了PREM中未提到的几次振型的本征周期: ₀T₁₁、 ₀T₁₅、 ₀T₁₉、 ₁T₄、 ₁T₅、 ₁T₁₄, 并观测到了日本地震 ₀T₂、 ₀T₆、 ₀T₇和 ₀T₈振型的多峰值现象。 研究结果表明, JCZ-1型地震仪具有良好的观测超低频长周期地球自由振荡的能力。