数字地震台操作分析工具一DIMAS软件包简介

ＤＩＭＡＳ（Ｄｉｓｐｌａｙ,　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　 Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ－“地震图 的显示和交互式操作与分析”）软件包是ｉｒｉｓ ＧＳＮ 台站所使用的数字地震分析应用软件． 同时它也适合我国部分数字台站（如ＮＣＤＳＮ）的日常分析工作,如波形放大与缩小、震相 拾取、震级计算、方位角计算、计算震中和震源深度以及发震时刻等;还可以做一些进一 步的分析处理工作,如波谱分析、滤波、分量旋转、质点运动分析以及仿真模拟地震图． 由于它是交互式菜单操作,所以有用户界面良好,易学易用,适合台站操作人员使用的特 点     

全球地震层析地幔密度横向不均匀及大陆动力学

地震层析为我们提供了研究全球及区域地幔横向不均匀的有力工具。本文使用Ｓ１２－ＷＭ１３［１］层析模型,假设地震波速度异常与密度异常之间呈线性关系［２］,以ＰＲＥＭ模型［３］为基础,计算了全球和部分区域的球谐展开１２×１２阶地幔密度异常分布;分析了一系列的结果,特别分析了大陆下部地幔密度异常的基本格局;讨论了其对大陆动力学研究的意义。应用于中国大陆发现,整个中国大陆下部７０ｋｍ－１５０ｋｍ深部范围内是地震剪切波的低速带或密度低的地区,而在１５０－４００ｋｍ范围中又处于密度高的异常地带。本文从地幔动力学的观念出发讨论了中国大陆岩石层构造运动的地幔动力学问题。     

CDSN台站典型震例数字地震图库的建立

主要描述利用ＵＮＩＸ的ＳＨＥＬＬ组合命令实现数字地震图库的建立。图库按时间顺序排列,地震波形文件与数据库中相关的表（ＴＡＢＬＥ）分开存放,波形文件是以ＣＳＳ３．０格式存储的,符合ＡＲＳ的使用习惯。使用时用户只需更改数据库的名字,即可使用功能很强的ＡＲＳ分析软件,对数字地震图进行回放处理等操作     

CDSN网月带数据结构和文件格式

经过中国国家地震局（ＳＳＢ）和美国地质调查局（ＵＳＧＳ）的通力合作，中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）于１９８７年１０月开始运行，记有三分向短周期ＳＰ、宽频带ＢＢ、长周期ＬＰ和超长周期ＶＬＰ４种频带的数据记录。ＣＤＳＮ的网月带中记录了数字化的ＶＬＰ地震波形数据，网月带中含有网月带中记录了数字化的ＶＬＰ地震波形数据，网月带中含有网月带月志文件、台站月志文件和ＶＬＰ数据文件，其中ＶＬＰ数据文件有数据月志和Ｖ     

直记式强震加速度仪的动态特性与高频误差分析

本文在时域、频域范围内，对直记式ＱＺＹ型（中国）、ＳＭＡ—１型（美国）、ＳＭＡＣ—Ｂ２型（日本）强震加速度仪的动态特性进行了分析，给出了评价系统跟踪和复现地震加速度信号的快速性、平稳性和准确性的动态性能指标．在此基础上，分析和讨论了直记式加速度仪的高频误差，给出了系统幅频，相频相对畸变误差公式和系统参数设置的误差估计方法，计算了加速度仪系统的高频误差分布．最后，讨论了高频误差的校正方法．     

中国大陆地壳上地幔S波品质因子三维层析成像

根据欧亚大陆及西太平洋地区58个数字地震台站2861个长周期波形记录，从中挑选出符合条件的223对经过中国大陆的双台路径记录，采用相匹配滤波和频率域维纳滤波相结合的方法，计算出双台之间的混合路径衰减系数. 对中国大陆区域进行网格划分，通过网格化反演得到中国大陆区域每个网格单元的纯路径衰减系数. 根据速度和密度模型，对每个网格单元进行深度反演，得到10～350km的S波品质因子Qβ，进而得到整个中国大陆的S波品质因子分布. 结果显示：研究区域的Qβ横向和纵向变化非常显著，能够明显区分软流圈结构，各个大构造单元的Qβ结构呈现出显著的变化. 这为解释中国大陆区域地球内部介质性质和探讨地球动力学提供了丰富的信息.     

基于频域衰减的时域全波形反演

时域全波形反演由于采用了全频段信息,因此在迭代过程中不同波长的信息不能由低到高的逐步重建,极易陷入局部极小值.本文通过分频段的方式,对地震数据做正反傅里叶变换,利用频域指数衰减的方法逐级分离出地震数据中的高频成分,在时域上实现由低频向高频的波形反演,从而降低了反演的非线性,使不同波长的信息得到稳步恢复.同时,在高频成分衰减的过程中,后至波的能量也被削弱,由此也降低了深层反射在初始反演过程中的干扰.整个反演仅增加对数据做正反傅里叶变换过程,相较于混合域反演,无需提取全部波场的相应频率成分.在计算效率方面,利用GPU进行加速,并采用CUDA自带函数库中cufft来提高计算效率.通过对Marmousi模型测试,验证了所述方法的有效性.     

使用双线性变换构造实时地震波形仿真滤波器的方法研究

介绍了直接使用双线性变换把模拟系统的传递函数转换为离散系统的传递函数,构造出由宽带数字地震记录,仿真出传统模拟地震仪器记录波形的递归滤波器的方法,从而使在线实时波形仿真成为可能。并通过比较利用实际宽带数字地震记录,分别采用频域仿真和本文算法构造的仿真滤波器仿真得到的波形,验证了本文算法的正确性。     

固体地球中的破裂（一）

在固体地球中，破裂是一种普遍存在的自然现象，例如风化、爆炸、普撞、断层作用、地震等等。许多关于破裂的经验性研究已论证了破裂具有形如Ｎ（ｒ）－ｒ＾－Ｄ的幂律关系，这提供了破裂是一个关于尺度分布的标度不变过程的证据。此处Ｎ（ｒ）是尺度大于ｒ的碎块的总数。因此，破裂能够从分形的观点加以描述。这一描述定量地得到了Ｇａｕｄｉｎ－Ｓｃｈｕｈｍａｎｎ关系和Ｃｈａｒｌｅｓ关系，并且足以包含尺度衰减的三种理论：Ｒｉ     

山东中西部及邻近地区震源参数和场地响应的反演

利用山东数字地震台网10个地震台自2004年6月至2007年8月记录的数字波形资料,采用Atkinson（1992）方法反演了山东中西部及邻近地区的非弹性衰减,得到该地区Q值与频率的关系是Q（f）=382．2·f^0.443。运用Moya（2000）方法反演了10个台站的场地响应,得到了26个地震的震源参数,并对所得结果进行了初步讨论。     

中国数字地震台网的数据在中国地震学研究中的应用

中国大陆邻近印度、欧亚和太平洋板块的边缘，其特点在于具有复杂的地壳构造和高地震活动性。中美合中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）运行１０年来，在中国地震学研究中发挥了有效的作用。ＣＤＳＮ作为ＩＲＩＳ全球地震台网的参与伙伴，为全球地震学研究作出了贡献。本文概述了ＣＤＳＮ数据在中国地震学研究中的应用。     

基于多种GPS数据研究福建及其邻海域1994—1997年地壳水平运动

为研究中国大陆东南部的边缘海动力学,基于中国大陆和福建区域的ＧＰＳ观测网以及环绕中国大陆的ＩＧＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧＰＳ Ｓｅｒｖｉｃｅ）跟踪站在１９９４－１９９７年间的测数据量数据,建立块体运动和块内变形两和学模型,研究了及其邻近海域现今地壳水平运动速度场和应变率场,结果表明：无论在中国大陆还是在中国大陆周边框架内,或相对于台湾而言,福建及其邻近海域均整体地向着东南偏南方向,即指向海     

中国大陆及邻区SKS波分裂研究

SKS波分裂测量是研究大陆地幔的形变特征、探索大陆动力学和演化过程的重要工具. 本文对中国大陆及邻区地震台站的SKS波分裂现象进行了研究. 选用中国数字化宽频带地震台网(CB台网)和美国IRIS数据中心提供的三分量宽频带数字化地震资料，使用SC(Silver and Chan,1991)方法，得到了中国大陆及周边地区80多个台站下方上地幔各向异性参数，即快波偏振方向φ和快慢波到时差δt. 快波偏振方位在相同地块有一定的优势排列方向，大多数台站快波偏振方向都能与过去或现今大规模的构造运动得到很好的符合. 整个研究区域所得到的分裂延迟时间在0.4～2.4s之间，平均为1.2s. 根据SKS波测量得到的分裂参数，分析了该研究区域各向异性介质的特性，从而探索与岩石弹性各向异性相关的地球内部动力学过程.     

中国大陆背景噪声强度时空分布

使用中国地震台网888个宽频带地震台站2010年1月至2011年6月记录的连续波形垂直向分量, 进行了中国大陆背景噪声强度时空分布研究, 得到了中国大陆周期为10 s的背景噪声强度的时空分布图像。 背景噪声强度的时间分布具有一定的季节性和周期性变化特征, 研究表明2011年1~3月间的背景噪声强度最高。 背景噪声强度空间分布显示, 中国大陆背景噪声强度呈现明显的分区特性, 其分布与地质结构无明显相关性, 表明背景噪声场的强度高于场地效应。 其中, 东南沿海地区的背景噪声强度最大, 向内陆地区逐渐衰减, 至青藏高原地区背景噪声强度减至最小。 这种方向性的强度分布很可能与菲律宾和太平洋的潮汐等因素有关, 受印度洋的影响不大; 而到新疆地区, 背景噪声的强度又有一定程度增加, 表明这一地区的背景噪声主要不是来源于中国东南海域, 而是来自于欧亚大陆内部。 本研究得到的背景噪声强度可以为多个地区的微震强度提供基础数据资料, 也可以为背景噪声互相关的地震学研究提供参考。 更为重要的是, 还可以为基于背景噪声提取面波衰减研究提供基础数据, 进而实现从背景噪声中提取面波衰减。     

地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析

传统低层建筑砌体结构动力特性分析中,易受到外界环境的干扰,砌体结构的完整性欠缺,导致动力特性分析的准确度较低。为提高低层建筑砌体结构的抗震性能,提出地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析方法。首先利用低层建筑砌体结构反应自功率谱,完成砌体结构的自振频率辨认;然后通过941B型超低频率测振仪测试自振频率,筛出振动波形中噪声干扰的区域,获取时域波形和频域波形;最后依据时域波形和频域波形塑造低层建筑砌体三维精细化模型,在该模型基础上,通过子空间迭代算法获取低层建筑砌体结构的模拟结果,分析地震作用下芯柱、圈梁等构造措施对建筑砌体结构动力特征的影响,完成砌体结构的动力特性分析。实验结果表明,利用所提方法对地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性进行分析,得到的分析结果准确度较高。     

中国大陆勒夫(LOVE)波群速度成像

利用中国数字化地震台网（ＣＤＳＮ）的长周期面波资料,用适配滤波频时分析技术（ＭＦ－ＦＴＡＮ）计算穿过中国大陆多路径的勒夫波群速度混合路径频散,选出其中的５０条路径,利用Ｔａｌａｎｔｏｒａ ａｎｄ Ｖａｌｅｔｔｅ的广义反演理论,获得１０～１５０秒周期的中国大陆勒夫波群速度分布,初步得到对应中国大陆地质构造块体的群速度频散特性,为进一步分析中国大陆地壳、上地幔结构提供了基础资料。     

中朝准地台东部的地壳上地幔Q＿β结构

根据中国数字化地震台网（ＣＤＳＮ）记录到的长周期面波资料，测定了中朝准地台东部地区周期从１０～１４６ｓ的基阶瑞雷波Ｑ_Ｒ值．并用随机逆反演方法反演得到了４条路径上的地壳上地幔Ｑ_β模型．结果表明：中朝准地台东部地区的地壳平均Ｑ_β值为２００左右，地壳中部（深度１０～２０ｋｍ处）有弱衰减层，该层可能与壳内易震层有关．在地幔顶部普遍存在一个厚约７０ｋｍ的强衰减层（低Ｑ值层），其顶部埋藏深度约为８０ｋｍ．中朝准地台东部地区的基阶瑞雷波实测Ｑ_Ｒ平均值介于构造稳定区和构造活动区之间，而更趋近于构造活动区域．     

湖北地区上地幔各向异性及其动力学意义

SKS波分裂测量是研究大陆地幔的形变特征、探索大陆动力学和演化过程的重要工具.本文选用湖北数字地震台网(HB台网)和中国数字化宽频带地震台网(CB台网)提供的三分量宽频带数字化地震资料,使用旋转相关法和切向能量最小法,计算得到了湖北地区20个地震台站下方上地幔各向异性参数.结果表明,快波偏振方向较为复杂:大别造山带内,...     

非弹性表面波大尺度波形反演（理论和方法）

非弹性的表面波大尺度波形反演的理论方法以如下三方面提出的。（１）计算本征值和本征函数可获得第一阶的频散参数，并把体波的复数形式和波能的吸收引入非弹性中，（２）根据弗拉尔和斯奈德的理论方法，计算了非弹性表面波的激发和合成地震图，球阶非弹性用频散的计算按Ｂｉｓｗａｓ－Ｋｎｏｐｐｏｆ公式被变换成平滑的弹性形式，（３）使用自伴微工子导出关于模型参数的波形Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，然后应用非线性反演拟合波形。     

1999年7月份全球M≥5.0地震动态

根据中国地震局地球物理研究所中国数字地震台网数据管理中心（ＣＤＳＮＤＭＣ）从美国地震学合作研究会数据管理中心（ＩＲＩＳＤＭＣ）得到的资料,１９９９年７月份全球范围内共发生Ｍ≥５．０地震７７次（见表１）。其中Ｍ≥６．０地震８次,最大的一次地震发生在洪都拉斯,震级为６．６。本月发生的７７次Ｍ≥５．０地震中有５１次发生在东半球,２６次发生在西半球。根据中国数字地震台网记录统计,对于发生在我国境内的Ｍ≥５．０的地震事件,ＣＤＳＮ大部分台站有地震波形记录;对于发生在全球的Ｍ≥６．０的地震事件,ＣＤＳＮ各台…