单次与多次散射对地方震尾波的作用

在Aki(1969)的单次反向散射理论和高龙生(1983)的多次散射理论基础上,提出了震源距不为零的单次与多次散射模型。在此模型下,研究了二维无限介质空间中,由统计上均匀分布的各向同性散射体引起的单次与多次散射对地方震尾波功率谱的作用。推导出了二维情况下单次散射和多次散射尾波功率谱的解析表达式,并在二维情况下对不同震源距的单次散射与多次散射对尾波功率谱的作用进行了比较。      

北京及其周围地区尾波Ｑ值分布特征的研究c

使用北京遥测台网数字化记录资料，根据尾波的单次散射模型，采用在频率域里求尾波能量谱密度的方法，并且按固定时间窗分别计算Q值，处理了1989和1990年两年中20个台站69个地震的数据，研究了北京地区尾波Q值随空间、频率和延续时间的不同以及这些不同的Q值随时间的变化．结果表明，尾波Q值与时间窗的取定以及频率的变化表现出较强的依赖关系．假定QC=Q0f时，对应于15——30、30——60、60——90 s三个时间窗，Q0的平均值分别为48，115和217，的平均值分别为0.89，0.91和0.74．同时，本文为北京地区尾波Q值的日常检测提供了基础的软件．      

成都遥测台网区域尾波衰减特性及Qc值研究.

基于单次散射模型的尾波功率谱分析法，利用四川省地震局与日本东北大学共同建立的成都遥测台网地震波实时处理系统记录的50个地震的数字化地震波形资料，计算了成都遥测台网区域地球介质对应于几个不同频率的Qc值．发现在1.0～20.0 Hz频率范围内，Qc值随频率的变化近似服从幂函数关系Qc＝Q0f n．其中Q0值在60.83～178.05之间，平均值为117；ｎ值在0.713～1.159之间，平均值为0.978．结果表明，成都遥测台网区域Qc值对频率有强的依赖关系．与世界上其它地区所得到的结果比较，成都遥测台网区域Qc-1值及其随频率的变化与构造活动强烈地区的值类似，具有强的频率依赖性．      

中国东部的尾波衰减特征和Qc值估计

根据中国东部地区短周期近震记录尾波地动振幅A随时间的经验衰减关系lgA=G 2.235lg，利用对震中距作校正的尾波单次散射理论，得出尾波校正振幅Ac(r，t)曲线族，并计算出不同尾波时段的/2Qc值，并由此导出相应于各平均观测频率和采样深度的Qc(f，h)值．该结果与云南、北京和中亚地区的Qc观测值是基本一致的．      

Q值的简易测定与地震前兆分析

依据尾波衰减特征，采用测量尾波包络体最大双振幅方法，分别用单次散射和多次散射模式处理了苏、皖、鲁、冀四省４２个ＤＤ－１台站，５１个地震的尾波资料，求出与散射有关的地球介质Ｑ因子，并对Ｑ值随尾波推移时间窗，震中距的变化进行归一法处理，公式如文中式（１１）（１２），用归一法求得的多次散射模式Ｑ０２值分布图象表明，高Ｑ值与中强地震活动背景有关，这种简易测定地球介质Ｑ值的方法在地震前兆分析中有着良好的应用     

空间变化的地震动功率谱的实用模型

提出了一个空间变化的地震动功率谱模型．这个模型与已有的模型比较有两个特点: ① 根据现有的多个模型多次地震的平均结果，不是某一次台阵记录提出的模型；② 考虑了测点间的自功率谱参数的变化．      

尾波干涉法监测火山介质的快速瞬态变化

近震波形尾波的早期部分通常以多次散射波占优势。地下介质的微小变化对初至的影响无法检测出，但多次散射波可放大这些变化，进而可在尾波中观察到这些变化。根据这一想法本文使用尾波干涉法来监测南极埃里伯斯火山的瞬态变化。埃里伯斯火山是地球上少数几个拥有长时间对流岩浆湖的火山之一。析出的巨大气泡的破裂造成斯通博利式的喷发，这些爆发活动提供了使得地震能量沿极为松散的火山介质传播的重复的震源。我们检查了1999年12月到2000年2月持续2个月喷发活动的信号，发现在整个喷发期间，地震图的开始部分高度地重复。第一个月里，尾波部分也是如此，但大约过了一半时间，地震尾波在几天的时间内变得不相关。这表明火山散射特性的快速变化，很可能反映了用直接或单次散射地震波理论无法识别的火山顶岩浆管道系统细微的变化。     

震源、衰减和场地因子的单台尾波解法

根据尾波观测的经验公式,选用了北京遥测台网昌黎台1989～1991年间所记录33个ML为2.1～3.5地震的数字化资料,采用单台尾波解法,得到该台站所在地区的尾波Q值和各地震的震源因子．进一步假设一定的震源模型,可得台站所在场地的频率响应和震源谱及其拐角频率、地震矩和应力降等震源参数;并试用于监测其在较大的地震前后的变化情况．由于尾波方法能较有效地消除震源辐射因子和单一路径的影响,故易于得到较多的信息和较高的精度,为研究震源的性质及探索震源参数在大地震前的变化提供了一个可能的方法．      

岩石破裂孕育过程中的几种Q值变化

采用脉冲传播谱振幅比法、能量法和尾波法分别测定片麻岩破裂孕育过程中的Ｑ值变化．结果表明:谱振幅比法所得Ｑ值呈现相对平稳值——升高至甚高值(极大值)——回降——破裂的变化形式；能量法所得Ｑ值变化形态与上述相反，即平稳值——低值——回升——破裂；而尾波法所得Ｑ值，主频Ｑ值呈现相对高值——下降至低值(极小)——回升——破裂，与能量法Ｑ值变化大体一致．而对于高频(大于主频)Ｑ值则呈现平稳值——升高至极大值——回降——破裂．同时尾波振幅谱还表明:应力达70％破裂应力后，首先是高频Ｓ波迅速减少(QC)变大)，临近主破裂时主频Ｓ波则大幅度减少(QC回升)，这可能是两种尾波QC变化形态不同的原因所致．而P，S波(初至波)振幅谱也表明，随着裂隙出现，Ｓ波频带变窄，高频成分迅速减少．即S波谱变化不同．这使采用不同方法所得的QS的变化特征不同．      

尾波振幅比的物理意义及其可能应用

通过能量比讨论了尾波振幅比的物理意义．使用北京遥测台网1989和1990两年110次地震的486条数字化地震资料,测定了尾波振幅比和能量比;并由分频的能量比估算了北京地区的尾波Q值和平均自由程,进而试求了吸收品质因子Qi和散射品质因子Qs,得到北京地区地震波的衰减主要由于吸收所造成;给出了昌黎台的振幅比和能量比随时间的变化,其中有一些较大地偏离平均值的变化,这是否是孕震过程的反映,还有待于对更长时间的资料和更多震例的研究．      

用尾波干涉法监测介质波速变化研究进展

多次散射形成的尾波由于在介质内部重复采样、迭加和放大的作用,对介质的微小变化十分敏感。尾波干涉法利用尾波的这一特点检测介质的微小变化。近年来利用尾波干涉法高精度检测介质波速变化已经广泛应用到地震学领域和材料无损检测中。本文从尾波干涉法的原理和方法及研究进展两方面进行介绍,着重介绍了重复地震、噪声和人工源在研究介质速度变化中取得的成果。利用尾波干涉法,可以更精细地了解介质动态演化过程。     

地方震尾波的实验室研究

本文在Ａｋｉ（１９６９）一次回弹散射理论基础上，用超声岩石模型模拟地方震，对地方震尾波进行了初步观测和讨论。观测结果得出见波波形、功率谱、持续时间相对于不同震中距是稳定的；并且尾波震相不可以追踪。这就支持了关于尾波的散射理论，同时也为地方震震级、地震矩和Ｑ值等的研究以及地震图资料的充分利用提供了新的途径。     

尾波干涉原理及其应用研究进展综述

本文首先简述了尾波干涉方法的基本原理, 随后介绍了尾波干涉方法在研究震源位置变化和监测散射体运移状态的相关应用与进展, 最后探讨了利用重复地震、 人工主动源和噪声互相关函数监测地下介质波速变化的尾波干涉方法的优缺点及发展方向. 尾波干涉方法基于尾波的多次散射特性, 能够提取震源位置与介质的细微变化, 其中介质的动态变化可为地震(火山)的孕育、 形成及发展提供研究思路与指导意义.      

用尾波的强度和衰减估算北京地区 S 波的平均自由程h

Aki 提出的单次散射模型由于它的简单而显得很实用.作为单次散射模型的改进,本文表明应用多次散射模型也可给出一个简单可行的办法来估算一定地区地下介质的不均匀性.本文分别用尾波的强度和衰减求出与散射有关的 Q 因子.可以看到,尽管单次散射模型和多次散射模型两者给出了十分接近的结果,但后者显得更加合理并有其自相一致性.本文认为,无论运用哪个简化了的模型,方程(InA=1——Int——b1t 或 InA=2——0.5lnt——b2t)中的对数项是不可忽略的.本文应用北京地区地震台网资料,求出了频率在1Hz 左右北京地区 S 波的平均自由程,结果见表2.      

地震动空间相干函数的极限性质

基于弹性理论中旋转与平移之间的微分关系，研究了当空间两点间距离趋于零时地震动空间相干函数的极限性质．结果表明，为满足这一微分关系，在建立小范围地震动随机场模型时，空间相干函数的选择必须满足一定的函数特征，不能完全凭经验统计方法来验定其函数形式．同时指出，基于随机地震动场估计旋转地震动分量功率谱密度的关键，是精确地确定地震动空间相干函数关于空间坐标的二阶导数．      

龙滩水库地区P波、S波和尾波衰减

利用发生在龙滩水库地区的144次ML≥1.0地震资料,研究了该地区地壳介质的衰减特征,并采用尾波归一化方法分别估算了P波、S波的品质因子QP和QS,用单次反散射模型计算了尾波品质因子QC．结果表明,该地区上述3个值与频率的依赖关系分别为QP（f）=（7.43±0.78）f(1.05±0.06),QS（f）=（13.08±3.20）f(1.76±0.15),QC（f）=（50.52±2.71）f(1.13±0.03),总体呈现低QO和高η值的特点．在所研究的频带范围1—16Hz内,QS／QP比值均大于1,表明该地区体波衰减中散射可能起着较大作用．QC与QS的比较结果表明,在小于8Hz时,QS＜QC;而大于8Hz时,则QS＞QC．这可能是由于介质的多次散射作用的结果．      

云南地区尾波衰减特征研究

利用22个云南区域数字地震台网近震资料,研究了云南地区地震尾波在1~20 Hz内6个频段的衰减特征. 首先使用单次散射模型计算各台站的尾波衰减系数; 然后利用随机各向同性散射介质均匀分布的多次散射模型, 使用多流逝时间窗分析方法,计算各台站的平均自由程Le和地震反照率B0得到总衰减系数,并从中分离散射衰减系数 、吸收衰减系数 . 云南地区基本衰减特征是Le主要集中在10~30 km内, 在2~6 Hz之间有最大值;B0在1~2 Hz大致为0.5左右,在其它频段则小于0.5. 也即在1~2 Hz, 与 数值相当, 其它频段 逐渐大于,成为尾波总衰减的主要原因. 除1~2 Hz外,其它频段 值接近. 云南地区的Q-1尤其是, 在空间上有较大的差异,滇东略微高于滇西北, 滇西北高于滇西南地区. 与全球其它区域的研究结果比较发现,云南地区 略低于平均水平, 略高于平均水平, 而则处于其它区域结果的中间.      

北京地区尾波衰减的研究

Aki(1969)提出了单次反向散射模式,该模式认为,尾波是由许多随机分布的不均匀体产生的单次反向散射波叠加而成的,是随机过程的结果。因此,尾波的某些性质反映了不均匀介质的平均效应,而与震源到台站的具体路径无关。这个模式成功地解释了这样的观测事实,即不同的微震记录中尾波振幅随时间衰减的形式基本是一致的,与震中距的大小和波传播的具体路径无关。Aki和Chouet(1975)认为,由于散射波所经过的路径比震源距大得多,所以可把台站和震源近似地看作同一个点。在这种情况下,近震图上延迟时间为t的尾波是由半径为β·t/2的球体表面的不均匀体产生的单次反向散射波叠加而成(延迟时间t是从发震时刻算起的,β是S波波速)。如果散射体随空间分布是     

成层自重弹性-粘弹性半空间内膨胀源引起的地表形变和重力变化s

研究了两个弹性层覆盖于一个Maxwell半空间模型内膨胀源(Mogi模型)引起的地表形变和重力变化．着重研究了数值计算方法和Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的影响．研究结果表明，Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的空间分布和量级都有影响，尤其当源处于岩石层的地壳以下时，介质流变特性对位移和重力有较大影响；当膨胀和岩浆侵入地壳内时，半空间流变特性的影响较小．并且，地表重力与垂直位移的比值不是常数，而是随时间变化．本文的模型和数值方法，可以用于模拟火山区、地壳隆起区、地震区和地热场等长期地表形变和重力观测结果．      

安徽地区尾波Qc值特征研究

基于Sato单次散射模型,利用安徽省数字化测震台网2001年以来记录到的ML≥2.3级地震的波形资料,计算得到了安徽地区不同台站周围地壳介质的尾波Qc值,发现省内不同地区尾波Qc值存在着明显的差异,霍山地区尾波Qc值相对省内其余地区较低,拟合得到了安徽地区尾波Qc值与频率之间的依赖关系,为Qc=(104.9±36.4)...