全球40～150s的勒夫波和瑞利波相速度分布

尽管对地球的三维结构已有了很多了解，但现有地球模型没有充分引入已知的近地表较大的结构扰动。例如，大陆和海洋地壳结构差异是久为人知的，这种差异在沿着人陆和海洋路径传播的勒夫波和瑞利波的频散表现得很明显，而且在周期小丁100s时这种差异更大。现有的全球模型不能充分解释这种现象，由于全球地壳参数不完整，模型中对地壳结构的考虑是很近似的。因此，地壳厚度变化产生的模型假象延伸到很深处。这可以认为是现存全球模型分辨率不精确的一种表现。为了建立较高分辨率的地球外层(0～200km)模型，必须通过对近地表介质深度分布细节敏感的数据分析获得对近地表结构更加精确的认识。首先，我们分析了大量的基阶勒夫波和瑞利波波形资料，得到了周期40～150s的全球相速度分布图，确定了大约24000条GDSN和GEOSCOPE在1980～1990年间数字地震记录沿短大圆路径和长大圆路径的相速度。为了自动测量相速度，我们发展了非线性波形反演法。在这种方法中，速度和振幅，作为频率的函数，以B-样条展开。波形数据朋来反演B-样条系数，为了避免如振幅谱缺口引起的不良效应，相位模糊的问题引入了明确的光滑度约束。价值函数(最小二乘意义上的最小化)代表了许多局部极小值，并且需要一个较好的初始模型，我们刚群速度积分得到该模型。然后，用这种新方法所得测量结果反演全球勒夫波和瑞利波相速度分布，以球谐函数展开的形式表示。我们给出了直到40阶的相速度分布图。这些分布图作了冈球谐函数展开截断可能引起的人为误差。我们给出了详细的分辨率分析，全球面波层析成像的横向分辨率约2000km。勒夫波相速度，在长周期与已知上地幔结构相关性较高，在短周期与地壳结构相关性较高。同样地，瑞利波相速度与已知构造特征的一致性较好，由于结构采样深度不同，并没有反映出明显的地壳特征。