PKP（BC）—PKP（DF）走时的时间变化：是地震定位系统误差的结果吗？

内核的差动旋转最初是从穿过内核的PKP（DF）波与在外核底部发生折射的PKP（BC）波走时差的时间变化的观测中发现的（宋晓东and Richards,1996)，对该发现已出现一些批评，其中最主要的批评在于潜在的地震定位系统误差可能导致的偏差上，本研究中，通过比较地点和波形都相似的地震对的AB－BC和BC－DF的差值时间，对该问题进行了检验，这一检验程度与近期由Poupinet等（2000)提出的“地震对”技术相似，而Poupinet等认为宋晓东和Pichards(1996)观测的阿拉期加科利奇台站记录的南桑德维奇鸟的地震的BC－DF走时的时间变化，是人为的地震定位误差导致的。因为AB（PKP的另一分析，在外核中部回折）和BC间射线参数的差比BC和DF走时差随时间明显呈现出增加趋势，而相同地震对AB－BC走时差未呈现出任何增长趋势，相反，却有减小的趋势。这一结果排除了观测到的BC－DF走时的时间变化是由地震定位误差引起的可能性，为内核的差动旋转提供了强有力的支持。     

地球内核边界的局部时间变化

一个地震对(1993年12月1日和2003年9月6日发生在南桑德威奇群岛的2次地震)的压缩波,由俄罗斯和吉尔吉斯斯坦的3个台记录,由地球内核边界反射,2003年地震时比1993年地震时至少早到达了39～70ms。这一变化表明,在这2次事件之间,非洲中部之下的地球内核半径局部扩大了0.98～1.75km。内核半径的变化或可由假定内核边界存在不规则性并在内核是固定不变的情况下内核的差速运动,或者内核以这种量值快速增长来解释。     

SKKS震相记录特征及其对极远震深度的测定

就穿透地球内核的SKKS震相的传播路径、走时以及随深度变化的特性进行了分析讨论。对银川台记录SKKS震相的特征和震相识别做了研究总结，同时给出了SKKS震相求极远震深度列线图。经过震例检验，用SKKS震相测得的深度在单台定位中相对比较准确，为应用SKKS震相测准极远震深度，提高银川单台月报质量，提供了有利工具。     

地核内部的近赤道面各向异性

地球固态内核有很强的地震波各向异性(Moreli et al,1986;Woodhouse et al,1986;Creager,1992;Tromp,1993;Song,1997),这通常认为是由于铁晶体的优势定向排列造成的(Brown and Mcqueen,1986)。而各向异性结构在横向和深度方向上的变化(Shearer,1994;Song and Helmberger,1995;Tanaka and Hamaguchi,1997;Niu and Wen,2001;Sun and Song,2008)为研究内核的超速旋转提供了依据(Song and Richards,1996),并为研究内核的形成和动力过程(Deguen and Cardin,2009;Alboussiere et al,2010)提供了重要的线索和约束。过去的所有研究均认为内核的各向异性可以近似为轴对称模型,而其快轴方向平行于地球自转轴。现已有人认为地球内核最中心部分的各向异性可能有显著不同(Ishii and Dziewonski,2002),但是目前对其特征甚至是存在性的认识仍然有很大的不确定性(Beghein and Trampert,2003;Cormier and Stroujkova,2005;Sun and Song,2008;Lythgeo et al,2014)。本文通过分析1992年到2012年全球宽频带地震台阵的大地震尾波自相关,发现两个穿过内核的震相在低纬度台阵的相对走时有非常大的差异,甚至可以达到10秒。进一步,我们发现地核内部的各向异性快轴是两端分别穿过西半球的中美洲与东半球的东南亚的靠近赤道面方向的一条轴线,这与外内核南北向的快轴方向显著不同。这种各向异性的方向和形态的显著差异可能意味着固态内核在形成和演化过程中发生过重大变化。     

动态信息

ScienceExpress载文“对PKJKP的观测: 关于内核剪切特性的推断”　　2005年 4月 14日美国《ScienceExpress》在线杂志发表了一篇有关固体地核存在的直接证据的文章, 题目为“AnObservationoPKJK: InferencesonInnerCoreShearProperty”(对PKJKP的观测: 关于内核剪切特性的推断)。作者AiminCao, BarbaraRomanowic和NozomuTakeuchi,分别来自美国加州大学伯克利分校的地震实验室和日本东京大学地震研究所。对PKJKP震相的观测是地震学中的基本问题之一。自从 1936年IngeLehmann发现地球的内核以来, 人们对PKJKP震相这个作为内…     

大地震发生前地球的深部过程及其在地震预报中的意义

在我国大陆发生的一些地震之前,曾观测到重力,远震 P 波及近震 Pn 波走时残差和上地幔电导率等异常,这些异常具有空间范围广、时间长和幅度大的特点。用已知的地震孕育模式和前兆模式解释这些异常是困难的。本文试用地球深部物质在温度、压力改变时介质物理性质的变化作为这类异常的可能原困。     

祝贺<地震地磁观测与研究>创刊20周年

地震学和地磁学都是观测的科学.在近代历史上,地震学和地磁学的每一项重要的发现,每一步重大的进展,无一不是与缜密的观测和深入的研究直接或间接联系的--从1906年地核的确认到1936年地球内核的发现,一直到最近(1996年)宋晓东和Richards发现地球内核自转比地幔、地壳自转快(约快1.1°/年);从地球磁场的发现到地球非偶极子磁场"西向漂移"(约0.2°/年)的确认,直到古地磁磁极在地球表面上的迁移为大陆漂移提供了令人信服的证据;无一例外.     

松嫩盆地井下摆记录到的地方震地表反射波

地震波在地球表面的反射波PP、SS由于需经地球表面的一次反射,因此属于远震记录观测到的震相。本文利用井下摆观测数据,对2003年吉林松原震群和2005年黑龙江林甸地震震相进行认真研究,根据台站附近的测井资料确定的上地壳速度模型,对选定的地表反射点进行地震波的走时计算,初步判定在特定的震中距内井下摆可以记录到地方震的地球表面反射波。为和远震记录的PP和SS震相相区别,本文暂定此震相为PgPg,SgSg。     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

地震体波成像中的几个问题

本文在论述地震体波成像中速度模型间断面的引入,体波多震相的利用等优越性的同时,利用研究区之处,能改善或分辨地球内部更深处的远震资料,得到研究区平均相对走时残差的分布。结果表明：１．采用相对走时残差消除了模型区域外的地球模型的影响,从而使 远震理论走时计算中,球状分层各向同性参考地球模型的选取是不重要的;２．平均相对走时残差的分布与研究区内构造分区相关;３．研究区中地球形状的椭率对反演结果影响很小。     

地震地磁观测与研究丛书出版

为了尽早把我国的地震数据库建立起来，更有效地开展地震信息服务工作，促进基础地震学和应用地震学中与国民经济有重大工业关系的一些研究工作的开展，《地震地磁观测与研究》编辑部出版了一套“地震学磁观测与研究丛书”，现已出版六个分册：①现代代震台网观测技术，每册定价5.60元;②计算机高级语言及其在地震学中的应用,定价5.60元③缩微技术及其在地震学中的应用;④地震学中的射线方法;⑤震相与地球内部结构;⑥震级与震源程序参数测定,定价3.75元.     

重复地震和地球内核的时变性

地球内核是地球最中心的圈层,它的一个很重要的特性是在几年至十年的尺度上存在着明显的时变性.利用重复地震经过内核的波随时间的变化给内核的时变性提供了最有力的且毫无争议的证据.然而时变信号的来源仍有待商榷.一般解释认为与内核的差速旋转有关;另一个解释为内核边界的快速变化.最新的研究表明,内核的时变信号主要来源于内核的内部而非边界.这一新发现排除了内核边界作为时变唯一信号来源的可能性.最简单而合理的解释依然是内核的差速旋转:内核以每年0.05°~0.1°的速率相对于地幔超速旋转,并有变速旋转的可能性,使得内核浅部不均一的横向结构发生位移,重复地震的体波沿着固定路径传播时会采样到不同的内核结构而产生时变信号.这一模型可以解释此前研究观测到的所有时变信号.内核时变现象和其成因的探究对于我们认识地球深部的运行方式,尤其是磁场的运行机制,有着重要的启发意义.     

利用气枪震源信号研究2016年云龙M_S 5.0地震前后波速变化特征

以2016年5月18日云南云龙MS5.0地震为例,选取距震中较近的3个台站和较远的5个台站记录的2016年1—9月的气枪震源信号,使用互相关检测技术得到地震前后这8个台站各自稳定震相走时变化特征。结果表明:云龙地震前,各台均存在不同程度的走时异常变化。离震中较近的3台站中,震中西侧和东侧台站走时变化有一定差别,但都在地震前的3、4月变化较大;而离地震较远的5个台站则变化趋势特征一致,幅度略有差别;离地震较近台站走时变化幅度明显大于离地震较远台站;地震前小于0.7 m的水位变化并未对各台走时变化产生实质性影响。同时对比了云龙台FSQ水管倾斜的形变观测数据,监测到同一时段地下应力发生变化。     

“帕克菲尔德圣安德烈斯断层深部探测计划”——井下主动源监测中观测到的震前波速变化

测量活动地震断裂带内的应力变化是地震学的长期努力目标。途径之一是探测地震波速度的应力依赖性。在“圣安德烈斯断层深部探测计划”主动源钻井试验中,我们探测了波速随应力的变化。文中认为应用该技术的确可以测量应力变化。在两个多月的试验中,观测到剪切波沿固定路径上的传播时间（几个毫秒）与气压变化之间呈现出很好的负相关性。我们还观测到两处明显的走时偏离异常,与观测期间发生的两次地震事件密切相关,而这两次地震均在SAFOD产生了较大的同震应力变化。走时异常分别发生在两次地震事件的前10h和前2h,可能与早期实验室研究发现的破裂前应力导致的裂纹特性变化有关。     

利用SP''''、P_s测定太原台附近的地壳厚度

确定地震波的走时,实现精确的地震定位,从地震台所在地区入手研究地壳内部结构及地壳厚度是很重要.地壳结构有明显的地区性,因此地震波走时也有地区性差异.地震波穿过地壳和地球内部传播,能够带来与地壳和地球内部结构的一些信息,它可通过在地震图上分析、辩认、处理与地壳结构有关的震相获得.我们利用本台1977—1981年记录的远震资料,分析记录较清的SP′和Ps震相,利用SP′和S的走时差计算本台附近的地壳厚度,并利用Ps震相进行了互比对照.     

利用前临界PcP-PKiKP资料研究中国东部内核边界性质

前临界内核边界反射震相PKiKP与核幔边界反射震相PcP构成组合,能有效压制浅部结构及震源因素的干扰,提供了对内核边界精细结构的直接约束. 本研究从华北克拉通西北部密集流动地震台阵一年观测资料中筛选出8个地震事件,得到共计 73对PcP-PKiKP组合,覆盖了从朝鲜半岛到我国东北及华中地区下方的内核边界. 本文系统分析了走时残差和振幅比数据,结果显示:(1)密集台阵资料有助于前临界PKiKP震相拾取,而浅源地震亦可提供高质量的PcP-PKiKP观测资料.(2)走时残差呈现了自西北向东南从正常到负异常的迅速变化(沿内核边界70 km范围内>0.5 s), 限制了研究区域内核界面不超过3 km的起伏. (3)相对振幅比变化表明了研究区内核边界密度差北西-南东向的系统增加, 揭示了内核结晶环境的小尺度扰动.     

椭球坐标系下多震相地震射线追踪

地震射线追踪方法技术在地震学领域有着较为广泛的应用,然而大多数算法建立在直角坐标系或球坐标系下,实际地球并非完美的球体,而是两极略扁的椭球体,因此,球坐标系下计算结果与真实情况存在一定误差.传统的做法一般是在球坐标系下进行计算,而后进行椭球校正.本文提出了一种直接在椭球体模型中采用分区多步最短路径算法进行多震相地震射线追踪的方法技术,实现了椭球坐标系下多震相地震波射线路径追踪和走时计算.与解析解的对比表明:该算法具有较高的计算精度,适用于任意形状的椭球体,且不需要进行额外的走时校正.数值模拟结果表明,计算所得P波和PcP反射波的走时与AK135走时表的误差小于0.1 s.当震中距较大时,使用球对称模型和椭球体模型计算所得的走时差异显著,说明采用椭球坐标系的必要性.     

利用兰州小孔径地震台阵资料叠加观测走时曲线

使用兰州小孔径地震台阵记录的近10年地震观测垂直分量波形数据,采用长、短时间平均数比值方法(STA/LTA)叠加出适用于青藏高原东北缘地区的观测走时曲线.结果表明,兰州小孔径地震台阵独特的地理位置,基本上能够记录到不同震中距(0—180°)和不同方位的地震事件;使用不同频率滤波处理之后的地震数据记录叠加出相应的观测走时曲线,从观测走时曲线中可以识别出不同体波震相(P,PKIKP,PKP,PP,PPP,PcP,ScP,S,SS等)的到时及其观测走时曲线特征.这对识别地震各种震相,认识和研究地球内部精细结构等具有非常重要的科学意义.     

两次强震发生前后主动源观测走时数据的变化

利用祁连山主动源连续激发台站记录资料,通过不同时间段的多次激发数据叠加处理,可以获取各个地震台的Pg和Sg震相走时变化数据.对震相走时变化数据分析发现,在2015年11月23日祁连5.3级和2016年1月21日门源6.4级地震发生前后震源区附近台站存在明显的震相走时变化,推测导致这种异常变化的原因是震源区的速度发生了改变.这一观测结果说明主动源方法可能成为地震预测的一种新途径.     

星球中的星球：地球内核的自转

近期发现地球内核地震波速度的各向异性对称轴有１０°的倾斜，由此确定了内核相对于地幔的方位随时间的变化。以国际地震中心（ＩＳＣ）１９６４￣１９９２年２９年的资料为基础，两种分析射线穿过内核时走时变化的方法都揭示：内核的旋转每年比地幔快３°，１９６９￣１９７３年内核方位的异常变化在时间上与地磁场的突变一致。