天然地震走时反演矩阵顺序三角化算法的优化和并行化

本文讨论了用于天然地震层析成像的矩阵顺序三角化算法,揭示了偏导数矩阵中非零元素的分布规律,在分析算法特点的基础上提出了对程序的几点优化措施,包括：采用合理的存储结构和计算次序以节省内存寻址时间;以一个一维数组存储上三角方阵以节省出一半的内存;对关键的Givens变换子程序进行优化和矢量化等,最终使程序的运行效率提高了数十倍.同时结合算法特点研究了矩阵顺序三角化的并行化方法,提出了两种并行化方案,在联想深腾6800超级计算机上实现了这两种并行算法;对计算量均衡等问题进行了讨论.     

VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演（直达波和反射波）方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.

     

第25届IASPEI大会概况及其主要专题讨论会和研讨会内容汇编

国际地震学与地球内中物理学协会（IASPEI）第25届大会于1989年8月21日－9月1日在土耳其最大城市伊斯坦布尔的国文文化中心（Atatyurk Cultural Center)举行。这次大会组织了15个专题讨论会，包括：IASPEI的科学领域；活动陆缘的细结构和过程；俯冲块体动力与地球深部；大地动力过程：定量模型与新的地球物理约束；岩石圈中不连续界面的物理学与岩石学性质；阿尔卑斯－喜马拉雅及其它造山带的地震构造；震源模拟；用数字地震图确定震源参数；地震预报下前兆现象；板缘地区的地震危险性评定；大地震场地地面运动的估计；在二维和三维结构中地震波场的计算与解释；地震波的散射与衰减；地热模拟的正演与反演技术；地热与其它参数的关系。及9个研讨会，包括，走时表与地震定位问题；区域资料中心；发展中国家的仪器与数据分析；岩石圈的综合编图；地壳形变；地震危险性评定技术；地震统计与时间可变 的危险性；国际地震观测期（3年）；非洲地震学与有关科学。另外还专门组织了一次1988年12月7日苏联斯皮塔－克地震的学术报告会。在这次大会上宣读的论文近600篇，另约有150篇论文以张贴图文的方式进行了展览公式。各国注册的地震学家以美国最多，有62人。日本次之，44人。再其次是西德、英国。我国与会人数有20人，其中有国家地震局派出的一个由12人组成的代表团。下面将分别概述有关的专题讨论会和研讨会的具体内容。     

SKKS震相记录特征及其对极远震深度的测定

就穿透地球内核的SKKS震相的传播路径、走时以及随深度变化的特性进行了分析讨论。对银川台记录SKKS震相的特征和震相识别做了研究总结，同时给出了SKKS震相求极远震深度列线图。经过震例检验，用SKKS震相测得的深度在单台定位中相对比较准确，为应用SKKS震相测准极远震深度，提高银川单台月报质量，提供了有利工具。     

首都圈地区Pb震相典型特征与康拉德界面研究

Pb震相是近震震相中的一个重要震相.关于Pb震相典型特征的总结和分析,对指导区域台网工作人员如何识别该震相,丰富台网观测报告震相产出,提高地震定位精度和确定康拉德界面等相关研究具有重要意义.但由于识别困难,国内很少有系统进行有关Pb震相的识别和研究工作.本研究采用首都圈地区高密度台网2009-2015年记录到的369个M_L ≥ 2.5地震事件的波形资料,重新分析震相并识别出1153条Pb震相.基于震相资料,利用时频分析、多项式拟合、射线分析、最小二乘法、联合反演、理论走时计算等方法进行研究,并在结合前人研究结果的基础上,我们得出：在首都圈及邻区,在肉眼可识别时频域内的特征来看,通常容易识别的Pb的振幅或频率高频部分相对比初至Pn和Pg大或高,也有振幅变小或者频率变化不明显的情况,这可能与震源机制、台站方位、场地响应、仪器类型等方面有关.时频分析、功率谱密度和肉眼识别分析的结果表明,P波的主要能量集中在相对低频部分,Pn,Pb,Pg,PmP四种震相（本研究以后提到的震相顺序只考虑这四种震相）有很强的共性,区别在于传播路径上的不同,频率或观测记录周期上的小幅度差别.在Pg作为初至波时,Pb震相的低频主频部分与Pg震相的低频主频部分带宽差不多（受到包含Pg震相的影响）,但是高频主频部分频率更高,Pb到时在Pg之后,PmP之前.Pn作为初至波时,Pn震相低频主频部分带宽比Pb宽,但是Pb高频主频部分频率相对更高,Pb在Pn之后,在Pg之前.鉴于震源深度对Pb到时顺序的影响,及其在定位结果中精确度最差的情况,在震中距约在80~140 km范围内时,得考虑区域地壳厚度横向不均匀、震中距、震源深度等情况并结合波形特征,来判定Pb是否为初至震相.Pb震相在康拉德界面的平均传播速度约为7.0 km·s^-1,康拉德界面平均深度约为23 km.Pb射线的分布情况直接证明了康拉德界面在首都圈地区的分布是连续的.基于本研究利用Pg,Pb,Pn,PmP震相走时联合反演所得模型计算的理论走时结果和实际观测结果一致进一步证明了我们结果的可靠性.

     

多步法快速射线追踪与圆台型高精度走时外插计算

为更好地适应复杂构造的地震偏移成像,本文提出了一套快速射线追踪算法和一种高精度的走时外插计算方法.采用线性多步法的预测-校正公式求解射线追踪方程组,与传统的四阶Runge-Kutta法相比,提高了计算效率.在网格节点上的走时计算中,应用一种基于圆台的外插方法,该方法以射线的方向为轴确定圆台,将轴上的走时外插到圆台内的网格节点上.与传统的矩形体外插方法相比,圆台走时外插方法提高了计算精度,且具有更好的稳定性.另外,该方法利用稀疏分布的射线即可获得高精度的走时表,节省计算量,对复杂构造的偏移成像非常有利,尤其是三维偏移.最后通过逆散射偏移成像算例,验证了算法的有效性和适用性.

     

岩石临破坏前波速奇异变化的再研究

从实验上确证：岩石在主破裂前一瞬间，纵波速度升高甚至超过原最大值的两倍以上，纵、横波速比Vp/Vs升高甚至达2.5～3.0，之所以造成这种现象：对前一个原因是主破裂前有些张裂缝闭合，另一个原因是主破裂前微破裂急剧增多，在某一时刻同时发生几个小破裂，各检波器所记讯息可能不是同一事件。对后，P、S波的走时在破裂孕育过程中的下降--回升（相对变化量）并不同步而是P波的变化先于或大于S波也是重要原因。     

数字仪与模拟仪地震处理的对比分析及近震走时表的修改

利用都兰地震台数字地震仪记录资料，在地震处理中使用修改后的走时表，可以实现从模拟到数字的顺利过渡，更好的使用数字化食品进行地震观测。通过传递函数仿真计算震级的对比以及走时表修改后与修改前震中距的对比分析，找出了两的差异和结合点。     

西北干旱地区枯水径流分析和预测

该区枯水径流分析和预测可用自回归模型进行。从自相关系数及枯水径流形成的条件,可将该区分为五个类型区。在自相关系数高、多年变化小的地区应用灰色残差模型预测枯水径流量能保证一定精度而又较简便。     

交互有效-基本参数法软件应用(Ⅱ)——X射线荧光光谱分析超基性岩中的主次量元素

报道了XRF分析超基性岩中13个主、次量元素时,交互有效-基本参数法软件(CVFP)的应用。在原基本参数法的基础上,引入交互有效法,通过PRESS值的计算选择使PRESS达最小的变量子集建立起基体校正模型,分析结果的准确度和稳定性均得到提高。所建立的方法和软件可以满足X-射线荧光定量分析要求。