全波形反演的最大分辨率为半个波长
在理想观测系统下,走时层析成 像的分辨率最高可达到第一菲涅尔带半径,传播路径越长、 分辨率越低(Williamson,1991),而全波形反演的最大分辨 率为半个波长(零散射角或垂直入射)(Pageot et al., 2013).可见,波形反演能显著提高速度结构的分辨率
海上资料比陆上简单
波形反演的前期工作主要应用于海上地 震资料,陆上资料的应用还存在较大的挑战.
自相关
第一步:将“画样”与原信号中的开始端对齐,逐点一一对应地相乘,得到一小段新曲线;
第二步:将新曲线上各个点的值进行算术平均,得到一个均值;
第三步:将得到的均值描绘在最终曲线图中;
第四步:将“画样”向后挪动一点(“步距”),重复上述过程,直至“画样”移动到曲线末端。
这个工作很繁琐,但好在不太难,余则成教会翠平后就忙着应付陆桥山去了,等晚上回到家,看到的结果虽然不是太满意,但最终的曲线中还是表现出了很强的规律性,他拿尺子量了所有“锯齿”的间距,取了个平均值,得到了Δt≈0.2s,取倒数便是5Hz。第二天,余则成顺利地在5号车厢与情报员完成了交接。
极化波
P波和S波,他们的质点运动轨迹都是直线,因此他们都是线性极化波。
震相
在地震图中显示的不同性质或不同传播路径的地震波叫震相。震相识别主要根据各类真相在地震记录图中的到时、波形、振幅、周期和质点运动方式等特征。震相识别技术是针对直达纵波和直达横波进行的,因为这两种震相最为明显,也是用于其他震相识别的时间标尺。
识别方式:
- 单台识别
- 多台震相识别
- 极化分析法
- STA/LTA (短长时窗平均比)算法
赵娜. 《基于月震层析成像的月球正面内部结构研究》. 博士, 中国地质大学, 2015. https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CDFD&dbname=CDFDLAST2016&filename=1016061158.nh&v=.
主要震相包括:
PcP, PcS, ScS, ScP 等来自核幔边界的反射波
PKP, PKS,SKP, SKS 等在液态外核中传播的透射波
mantle: 地幔
crust: 地壳
core: 地核
subsurface: 次表面
surface:表面
层析成像
反演
大多数非线性反演问题都可以归结为确定使残差函数最小化都模型参数,这种函数决定了观测数据和预测数据之间的残差,对模型有一些正规化条件。当模型中只有一类参数时,以梯度技术为基础的方法较好,特别是包含梯度变化率的信息。
在问题依赖于多参数类的时候,简单的梯度方法混合了不同特性的参数和物理量。这可能导致较差的收敛性和对不同类型参数的强依赖性。这一问题可以用模型空间中有限数量的向量所组成的子空间局部最小代替梯度步解决,即子空间反演方法。可以同时反演震源位置和速度场。
月震和地震区别
月球内部分层结构与地球相似,也分为月壳、月幔和月核,不同的是月球内部没有软流圈,故更不存在板块运动。很多研究认为月球是一个僵死的星体,因此月球上很少有自身构造活动引起的月震,多是由外部的源引起月震活动。
月球特征
表面巨风化层具有散射特性。
火星
虽然现在的火星看起来死气沉沉,表面上没有液态水存在,到处都是红色的沙土,空气非常稀薄,温度更是降低到零下50度。但是火星曾经也是一个温暖的星球,在数十亿年前,火星拥有厚厚的大气层,温度也在零上,这意味着其表面上可能有液态水形成的湖泊和海洋,虽然那个时候的太阳比现在更暗更弱。反而现在太阳变得更亮了,火星上的环境却变得死气沉沉,不再适合生命的存在。
可悲的是,这一切的变化其实从一开始就注定了,火星实在是太小了,它只有地球直径一半的大小,这意味着它的内核冷却速度更快,我们地球核心到现在都处于熔融状态,到处喷发的火山和地震带就是证明。熔融状态的核心中蕴含着丰富的铁元素,而核心在不断流动的过程中会产生强大的磁场,这些磁场为地球上大气和生命的存在提供坚实的保障基础,它能够偏转太阳风中的高能粒子,防止这些太阳风将地球大气层中的物质吹散到天空中。
而火星过小的内核意味着其冷却速度更快,当其核心凝固的时候,也意味着其早期的磁场消失了,原始火星大气层暴露在太阳风的肆虐下,只需要大约1亿年的时间,太阳风就剥离了绝大部分的火星大气,当火星大气慢慢消失的时候,大气压就会下降,火星表面上湖泊和海洋中的液态水沸腾了,最终这些水变成水蒸气飘散到空中,在太阳高能粒子的轰击下,分解成氢气和氧气,最终逃逸到太空中。慢慢的,火星上的大气和水都消失了,慢慢的,火星上的气候越来越干燥,温度越来越低,最终就变成了现在这样一副死气沉沉的样子。
一个新的动画显示了地震波如何在火星表面之下传递。
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