用微机进行Mie散射算法研究

本文介绍在东海微机上用伦茨算法计算Mie级数的系数,其计算程序已运行成功。计算结果表明此法可使误差传播显著减小,计算精度提高,降低了对微机内存客量的要求,同时,本文得到的计算结果与国外公开发表的计算结果达到同样精度。     

频率-波数领域震波模型研究

虽然傅氏转换能够筒化波动方程式的解法，但在频率-波数领域中，求解波动方程式，计算震波模型，该方法不能适应传波介质之界面弯斜或传波速度横向变化。把界面视为一组不连续的绕射点，用各点反射系数作为讯号源强度，各绕射点分别在频率-波数领域中实施波场向上外插，再把各点外插波场相加，由此得到震波模型。利用相位转移函数，取代每一绕射点的傅氏转换，能节省大量电算时间。这种频率-波数领域震波模型法，比时间-空间领域法更容易处理复杂介质模型。用新的方法对几种典型之地质模型，包括断层、背斜、尖灭、多层簿地层岩相突变等进行了计算，所得震波特性相当合理，符合震波传播理论。实例表明，即使对于岩相突变，计算的震波模型与实际震波记录，亦相当吻合。频率-波数领域震波模型法，对于复杂界面和速度变化之地质模型，其数学处理上远比射线理论和克希霍夫积分方程来得可行且单纯。且比定差法和定元法显著节省网格点和容易处理边界条件。唯这种频率-波数领域绕射点法，随绕射点数之增加，其电算时间之增加幅度似乎较高。关键词震波模型傅氏转换波动方程式频率-波数领域波场外插相位转移函数     

滇中地区的岩石圈结构及其动力学意义

虽然地球化学和地质学的研究确信峨眉山大火成岩省的形成与二叠纪地幔柱活动有关,但从二叠纪至今,峨眉山大火成岩省所在的华南板块至少向北漂移了3000 km,以致大火成岩省与地幔柱的空间位置不再对应．本研究使用川滇地区75个宽频固定台记录的远震事件计算P、S波接收函数,并利用参考地球模型把单个接收函数从时间域变换到深度域,最后从叠加道上读取地壳厚度和岩石圈厚度．结果表明,Moho面深度从云南南部的33 km向北逐渐增厚,在青藏高原东部可达约66km,滇中地区地壳厚度变化剧烈,在攀枝花附近明显增厚．在金沙江—红河断裂西侧的印支块体下方,岩石圈厚度仅为70～80km,但在滇中地区从约70 km变化约到120 km,最薄处发生于攀枝花附近,仅约为70 km．另外,滇中地区部分台站的S波接收函数显示Moho面的Sp转换相一致性较差,而P波接收函数则表明在Moho面附近存在一个正极性的转换界面．综合已有的研究结果,我们推测Moho面附近这一正极性界面是地幔柱岩浆底侵的结果．     

基于误差分布的震源区波速比反演及其应用:乳山震群源区介质性质变化研究

本文利用误差分布和概率统计分析改进了波速比计算方法.对于震源位置相对集中的震群活动,对台站震相到时进行两次差分,通过对差分后的震相数据对进行二维高斯分布拟合,可以稳健地估计震群活动震源区波速比.该方法充分利用了不同台站Pg、Sg到时差的所有信息,其优势是不需要地震事件的震源位置,并且不依赖震源区以外的速度变化,有效消除了震源区到台站的传播路径效应的影响;相对于传统的平均波速比,本文方法得到的震源区波速比,更能真实地反映震源区介质的性质.我们将该方法应用到2013-2016年的乳山震群,结果显示：震源区波速比的变化与震群活动过程密切相关,波速比的变化反映了序列活动的阶段性特征.

     

1995年10月24日云南武定MS＝6.5地震的震源机制解

本文用地震矩张量反演方法反演了1995年10月24日云南武定MS＝6.5地震的震源机制，得到:两主轴方向近水平，主压力轴位于北偏西30方向，方位角105(西偏北15)的共轭面可能与实际的地震破裂面一致．      

用接收函数方法研究中国境内地壳结构

利用中国数字地震台网30个台站的高质量宽频带远震数据,采用H-k叠加搜索法对中国境内的地壳结构进行研究,获得了研究区内的地壳厚度和v_P/v_S分布特征.结果表明, 中国境内的v_P/v_S值介于1.6—1.9之间,地壳厚度变化剧烈,在29—81 km之间.100°—110°E之间存在一个地壳厚度陡变带, 将中国分为东西两个部分.东部地壳厚度相对均匀,为31—36 km, 西部地区地壳厚度相对较厚且变化较大,中部地区地壳厚度为34—49 km.总的看来,青藏高原地区地壳最厚,可达81 km;天山、准噶尔盆地和内蒙古地区地壳厚度次之;华南地区地壳最薄.另外,中国大陆地壳平均波速比为1.738(σ=0.253),比全球大陆平均波速比1.78(σ=0.269)低.较低的波速比可能暗示中国境内地壳低速层的存在或者铁镁质成分的缺失.      

三维稀疏反演多次波预测及曲波域匹配相减技术

传统的自由表面多次波压制(SRME)方法研究是基于二维假设的,这种算法对多次波贡献考虑过于局限,难以应对复杂地质构造的情况。3DSRME算法过于笨拙,对数据要求过于苛刻,很难有效推广和应用。三维稀疏反演多次波预测方法利用柯西概率密度函数,将垂直测线方向上稀疏的多次波能量贡献道集转换到模型空间,有效重构同相轴能量顶点——菲涅尔带,从而有效拾取多次波能量,准确预测多次波。采用曲波域匹配相减技术对多次波进行去除,相较于传统的最小平方匹配相减方法,Curvelet域具有多方向、多尺度的特性,能够更有效地压制多次波。建立三维倾斜层状速度模型,对模拟三维地震数据进行试算,并与常规2D SRME的处理结果进行对比,验证了本文所述方法的有效性。     

利用CUDA的剪切波数据三维可视化

提出了一种基于CUDA的并行体绘制技术,将CPU与GPU进行协同工作,将光线投射这一高度并行的过程交由GPU来处理,同时设计了相应的体绘制数据访存优化策略来提高穿并行加速比。实验证明本方法可以将串行绘制速度提升三十倍。通过中国大陆南北带地区的剪切波数据三维可视化实验结果,可以直观看出低温物体的下沉俯冲带的分布。从三维图像可以看出,由于俯冲带的拖曳作用,使得软流圈的物质存在着向上流动的趋势,该高温物质在上升的过程中,使研究区两侧受到热物质的侵蚀而产生拉张作用,在一定程度上导致了该两侧的构造较为活跃,形成了类似断层、裂谷等拉张构造。相对于传统的显示方法,剪切波速度三维可视化更加高效、直观地展示了太平洋俯冲板块对南北带地区和华北克拉通动力学构造的影响,在地球物理学研究中得到良好的应用。     

南海罗斯贝变形半径的地理及季节变化

根据南海 1°× 1°网格的标准层季节平均温、盐度资料 ,在未引入Boussinesq近似条件下 ,采用改进的Thompson Haskell算法求解线性化斜压海洋水平大尺度波的垂直结构方程 (重力内波方程 ) ,从而得到了南海各网格点的第一斜压重力波相速度和相应的罗斯贝变形半径 ,并探讨其地理分布和季节变化特征 ,以期有助于南海环流和中尺度涡旋以及有关海洋侧边界效应的研究。     

波在饱含流体的孔隙介质中的传播问题

考虑到流体的可压缩性,笔者进一步发展了以前的结果。引进了准微观连续条件的概念,直接联合应用流体动力学方程和固体的弹性或粘弹性力学方程,即得到了此种介质的动力学方程组,其中直接引用了流体和固体的弹性（或粘弹性）系数,较之Biot从物理考虑而建立的应力-应变关系中的后两个常数Q、R具有更明确的物理意义,因而更便于用常规的方法确定。证明了,此种无限介质中通常具有两种P波和一种S波,且具阻尼和频散效应。对于几种极端情况可以明确地得到固体波和流体波,有助于近似地解释一些地球物理和声学现象。文中还指出了区分两种典型的计算模型的重要意义。