地球动力学过程中的波动现象及其在地震预报中的应用

讨论了地球内部的波动现象与构造及地震间的关系。引进了４类广义构造波。它们是：表现为地球不同年代的综合构造运动结果的超长周期构造波；由地震活动性迁移，即所谓地震活动波所反映的长周期（不同类型与不同速度的，周期从几年到几十年）构造波；由地震前兆三阶段发展过程反映出的中等周期（从几月到几年）构造波；以及由地下水位、地倾斜、重力、地震波、电磁辐射、地声等的变化所记录的短周期（从几分到几天）构造波。地震活动波又有３类，可分别用广义瑞利型构造波、广义洛夫型构造波及广义导波型构造波来解释。最后，研讨了地球内部波动现象在地震研究中的应用，包括它们在地震危险性分析与地震区划、地震预报以及地震成因研究中的应用。     

Study of azimuthal anisotropy in the transition zone of the Earth's upper mantle with the coupling of normal modes

地震方位各向异性广泛存在于地球上地幔中,目前利用地震体波或面波分析研究上地幔各向异性的地球物理方法有很多种,但是由于各自的局限性均难以分析上地幔过渡区中的各向异性特征.方位各向异性可导致球形简正模和环形简正模之间发生耦合.地球长周期自由振荡的简正模可深入到上地幔过渡区.本文利用各向异性地球模型计算各向异性简正模耦合深度敏感核,表明长周期(250～400 s)简正模各向异性耦合(如0S20-0T21和0S25-0T25)的敏感度峰值在400～600 km之间.在不受地球自转影响的台站,如位于南极极点的QSPA站,仍然可以观测到强烈的简正模耦合现象.本文的研究表明:只有在地震观测台站靠近长周期球形振荡的节点时,才能在其观测数据中观测到各向异性耦合现象,许多各向异性耦台在震后18～24 h期间最强,并可导致垂直方向的环形简正模的振幅大于球形耦合简正模的振幅.这些特征是在地震观测数据中寻找各向异性耦合的重要线索.长周期简正模的方位各向异性耦合为我们提供了一个新的认识上地幔过渡区各向异性的窗口.     

利用地球简正模耦合研究上地幔过渡区方位各向异性

地震方位各向异性广泛存在于地球上地幔中,目前利用地震体波或面波分析研究上地幔各向异性的地球物理方法有很多种,但是由于各自的局限性均难以分析上地幔过渡区中的各向异性特征.方位各向异性可导致球形简正模和环形简正模之间发生耦合.地球长周期自由振荡的简正模可深入到上地幔过渡区.本文利用各向异性地球模型计算各向异性简正模耦合深度敏感核,表明长周期(250~400 s)简正模各向异性耦合(如₀S₂₀-₀T₂₁ 和₀S₂₅-₀T₂₅)的敏感度峰值在400~600 km之间.在不受地球自转影响的台站,如位于南极极点的QSPA站,仍然可以观测到强烈的简正模耦合现象.本文的研究表明:只有在地震观测台站靠近长周期球形振荡的节点时,才能在其观测数据中观测到各向异性耦合现象,许多各向异性耦合在震后18~24 h期间最强,并可导致垂直方向的环形简正模的振幅大于球形耦合简正模的振幅.这些特征是在地震观测数据中寻找各向异性耦合的重要线索.长周期简正模的方位各向异性耦合为我们提供了一个新的认识上地幔过渡区各向异性的窗口.     

太原基准台长周期与中长周期地震仪记录波形的对比分析

对太原台长周期与中长周期地震仪记录的79个地震、180张典型震例进行了对比。发现同一地区地震的体波与面波震相(包括长、短周期面波)不同仪器的记录形态有很大差异,长周期仪对各类长、短周期震相均不明显记录。而中长周期仪有时记录不清极远震的初至波Pdif,而对可以明显反映地球分层特征的地核穿透波PKHKP,长周期面波G,两种仪器均有不同记录。实践表明,对有不同频率特征的仪器所记录的地震波形进行综合分析,有利于提高测震分析的质量及提高测定震源时空参数的准确性。     

763长周期地震观测的干扰背景

众所周知,长周期地震观测的干扰背景比较复杂,国外有关文献中曾经作过大量的报道,60年代初,一些学者深入研究了长周期地震观测干扰的物理性质,并发表了一些研究专著。这些论述在我国的长周期地震仪器研制和观测阶段起到了实际指导意义。80年代后,我国建立了763长周期地震?..     

地幔面波与地球内部的Q值研究

用地震波(特别是长周期地震波,如地震面波、自由振荡波等)的传播特征来研究地球内部的Q值分布是全面深入了解地球介质的物理性质的有效方法之一,本文讨论各类地震波所表达的Q值的不同含义及相互关系、Q值模型、地幔面波的物理频散与Q值的关系等问题。     

大庆遥测地震台网的技术系统

描述了大庆油田无线遥测地震台网的深井短周期地震观测系统，中长周期地震观测系统；地震前兆观测系统和数据处理系统。     

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。     

第27章：海洋地震学

地震学是研究地震及与地震有关现象的学科，尤其是对地球内部物理性质的研究。海洋地震学只是针对在海洋进行观测的地震学。由于海洋覆盖了大多数的板块边界，所以大多数地震发生在洋底。这为在海洋进行近源地震观测和研究提供了契机。模拟地震波速度结构为了解正在进程中的地震过程和历史活动提供了基本方案。但由于缺少洋底宽频带地震数据，目前对全球范围的地球深部模拟工作开展得还比较有限。     

日本9.0级地震后云南短周期地震计通带外信号的解释

正2011年3月11日日本9.0级大地震在全球引发了长时间的地球自由振荡。云南所有台站的宽频带地震计和地倾斜观测仪器都记录到了同步出现的长周期信号,其中,地倾斜观测记录中的地球自由振荡持续到震后的第3天甚至更长时间。除此之外,多个水库台网所有台站的短周期地震记录数据中也出现了大量特征极为相似的低频长周期信号,这些信号的频率远远超出地震计的截止频率,完全处于短周期地震计的通频带之外,这一现象难以用经典的地震观测理论     

利用泉州地震台gPhone重力仪观测资料检测地球自由振荡

gPhone重力仪低频段良好的噪声水平有利于记录地球自由振荡信息。利用泉州基准地震台gPhone重力仪原始观测数据,分析直接检测2021年7月29日美国阿拉斯加州以南海域M_S 8.1地震激发的地球自由振荡信息的可能性,结果表明,基频振型₀S₄—₀S₆₀和多个谐频振型的实测频率值与地球初步参考模型（PREM）的理论值基本一致,可见利用该台gPhone重力仪可有效检测地球自由振荡信号。文中所得结果可用于地球内部结构研究,有助于做出更精细的地球模型。     

利用JCZ-1T地震计LP通道数据检测斐济M W 8.2深震激发的地球自由振荡

JCZ-1T地震计LP通道数据可有效应用于地球自由振荡信号探测。利用泰安基准地震台JCZ-1T地震计LP通道120小时数据记录,获得2018年8月19日斐济M_W 8.2深源地震激发的地球自由振荡,检测到基频球型振荡₀S₆-₀S₅₈几乎所有振型、球型振荡部分零级振型和高振型以及环形振荡部分基振型和高振型,与地球初步参考模型（PREM）的理论自由振荡周期进行对比,结果表明,振荡周期观测值与PREM理论值基本一致,二者微小差值应由地球介质的横向不均匀性和各向异性所致。     

溧阳地震台体应变观测数据质量分析

对溧阳地震台体应变观测资料变化形态、观测质量和观测精度、潮汐因子中误差、地震波记录能力等参数进行分析,采用固体潮汐残差矢量分析方法进行分析,对该台2010—2015年观测资料进行分析,发现体应变能记录到全球不同地区、不同震级的同震波,波形清晰,为分析预报人员进行地震研究提供依据。     

新沂地震台地电阻率变化与江苏邻近地区的中强震关系的研究

运用速率法、滑动傅氏对新沂地震台（以下简称新沂台）1990-1999年地电阻率观测资料进行了分析,1994年到1997年之间江苏及邻近地区发生的中强震,新沂台地电阻率3个测向有不同程度的异常与之对应。研究结果表明资料异常呈现的各向异性与孕震期的应力状态、震区构造、介质结构有关。表明了前兆异常的复杂性、多样性。     

LCR—G型重力仪固体潮观测记录分析

对 LaCoste-Romberg G147加反馈系统重力仪在白家疃地震台进行的台站固体潮记录作调和分析,通过与其它型号重力仪观测资料对比。发现 LaCoste-Romberg G147重力仪台站固体潮观测的结果优于 GS15重力仪,并与 GEO 重力仪观测精度在同一个量级,因此得出白家疃地震台的潮汐因子。     

利用卫星探测研究地下结构

介绍了国外利用卫星上观测的电子流量和磁场资料进行地下结构探测研究的一些成果.研究表明，卫星上记录到的不同能量电子流量脉冲突变与地下结构、深大岩石圈断裂带有密切的对应关系.卫星磁场观测具有覆盖全球的优势，随着卫星磁场数据观测精度的提高，卫星磁测在全球磁变模型的建立、研究大陆内部结构、大陆和海洋边界带、地幔过渡带等方面的将发挥越来越重要的作用.卫星观测将成为全面、整体探测研究地球内部结构有效的手段之一.     

Elastic wave mode separation for tilted transverse isotropy media

Seismic waves propagate through the earth as a superposition of different wave modes. Seismic imaging in areas characterized by complex geology requires techniques based on accurate reconstruction of the seismic wavefields. A crucial component of the methods in this category, collectively known as wave‐equation migration, is the imaging condition that extracts information about the discontinuities of physical properties from the reconstructed wavefields at every location in space. Conventional acoustic migration techniques image a scalar wavefield representing the P‐wave mode, in contrast to elastic migration techniques, which image a vector wavefield representing both the P‐ and S‐waves. For elastic imaging, it is desirable that the reconstructed vector fields are decomposed into pure wave modes, such that the imaging condition produces interpretable images, characterizing, for example, PP or PS reflectivity. In anisotropic media, wave mode separation can be achieved by projection of the reconstructed vector fields on the polarization vectors characterizing various wave modes. For heterogeneous media, because polarization directions change with position, wave mode separation needs to be implemented using space‐domain filters. For transversely isotropic media with a tilted symmetry axis, the polarization vectors depend on the elastic material parameters, including the tilt angles. Using these parameters, we separate the wave modes by constructing nine filters corresponding to the nine Cartesian components of the three polarization directions at every grid point. Since the S polarization vectors in transverse isotropic media are not defined in the singular directions, e.g., along the symmetry axes, we construct these vectors by exploiting the orthogonality between the SV and SH polarization vectors, as well as their orthogonality with the P polarization vector. This procedure allows one to separate all three modes, with better preserved P‐wave amplitudes than S‐wave amplitudes. Realistic synthetic examples show that this wave mode separation is effective for both 2D and 3D models with strong heterogeneity and anisotropy.     

模拟退火方法在三维速度模型地震波走时反演中的应用

采用块状建模以及三角形拼接的界面描述方式,并通过立方体速度网格线性插值获得块体内部的速度分布。正演过程中采用逐段迭代射线追踪方法计算三维复杂地质模型中的射线走时,并采用模拟退火方法进行了三维模型中的地震波走时反演研究。模型测试结果表明,使用的射线追踪和走时反演算法有效。     

Free oscillations of a laterally heterogenous and anelastic earth

We calculate normal modes of the laterally heterogeneous and anelastic earth model by using the variational method to include the coupling of the modes due to the asphericity of the earth. If the aspherical anelasticity correlates with the heterogeneity of elastic velocity structure, the quality factorQ of the split singlets has a correlation with the eigenfrequency. This can cause a center frequency shift of the spectral peak with time. We perform a synthetic experiment to examine whether the magnitude of the shift can become an observable for the realistic lateral heterogeneity model of anelasticity. The result of the experiment reveals that the shift of the center frequency is consistent with the initial estimate for the fundamental spheroidal modes used in the experiment. We then examine the actual seismograms of the June 9, 1994, Bolivian earthquake to determine if this shift of center frequency can be observed. Although the amount of the center frequency shift of each multiplet is large, there is no consistent shift of the center frequency that is predicted in the synthetic experiment.     

地磁房建设中的磁性检测

德都地震台从2006年4月25日开始进行台站的数字化改造,改造的主要内容是进行地磁绝对观测室的建设和地磁相对记录室的建设。众所周知,地磁观测用房建设难度大,而难度大主要来自地磁观测场地和地磁观测设施的磁性是否合格。本文就是对德都地震台建设地磁房期间有关磁性检测和检测结果的介绍。利用G856磁力仪和CTM-DI磁通门磁力仪,进行野外和台站的材料磁性检测,方便、快捷、准确,是保证地磁观测用房建筑材料磁性合格的好方法。