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地震地磁观测与研究
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第卷第期
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数字地震数据尾波值计算实用软件
华正兴高龙生马云生张天中许忠淮尸歹, 一弓一
中国北京国家地震局地肆物理研究所
摘要利用高精度的数字地震尾波记录来测定一定区域范围内或地震活动区内的介质品质
因素,是一项非常有意义的工作本文介绍了一套方法上较完备和相对规范化的尾渡值
计算软件运用中录给出计算实例。
主题词; 皇增;谴波;介质震老斜
引言
近震尾渡的衰减率反映了包括震源和台站相应范围内介质的平均特征,而与震源和
台站之间路径的距离和性质无关。运用地震尾渡来测定介质品质因素的一个显著特点
是:它可给出台站周围地下介质的统计平均衰减特性,而不依赖于震波的个别射线。
现代数学地震学的发展, 已为探入研究地震尾波,尤其是旨在精确测定不同频率的
尾波值,并应用它来研究地震活动区内由尾渡变化所反映出的地下介质不均匀性随时
间的变化及在大震前后特征性的变化,开创了良好的前景华正兴等, 。
本软件为国家地震局一一项目数字地震数据应用软件的开发中用数字地震
数据作转播介质特性参数的计算软件之一,并已于年月通过国家地震局组织的专
家组的验收。主要研究内容是利用已有的地方震数字记录,用数字滤渡和尾波功率谱的
方法分别计算出记录台站个分向在频率范围内多个窄频渡上的尾波值,以
短周期三分向记录给出计算实例。
数据处理方法及技术途径
考虑散射体在三维无限和完全弹性介质内为随机均匀分布,导得震源与
国家地震局地球啦理研究所论著编号
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地震地磁观测与研究
台站分离的尾波单次散射能量密度表达式
,￡一甜岫/”· /· 一:
式中/ / ;表示从发震时刻起算的尾波持续时问;
为角频率; 。表示波的总辐射能谱;。为总散射系数,它表征均匀介质
每单位体积的散射功率为波渡速;为震源距岛为尾渡的表观品质囤素, 它包
括内耗和散射。
按能量等式,对有限长离散信号△有
△耋/圳
式中△为采样间隔, 为功率谱密度。式两边同除以Ⅳ△得
.
南荟△一/ 圳。如
/荟△为△平均功率;/为△的功率谱。
在频率,/△范围内划分个子区间: 一, 且/ ≤≤
,其中· 为子区间带宽, 为中心角频率。则由式可导得
一箍·薹舶
设记录拾取的地动信号为速度,则单位体积的能量密度等于传播波动的倍
, 由
式得功率谱表达式
尸盎
引用单次散射能量密度三维分布式,并代入式
, , 。/舯Ⅳ△且· /.一
【式中已引入校正因子/。这是因为当接收台站位于或接近地球表面和震中距并
不太远的情况下,渡尾波主要散布于一个半无限空间内
。对式两边分别取对数
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期华正兴等:数字地震数据尾波值计算实用软件
。一。/★/· /一亡
一
上式第一项为一与时间无关仅与震源和场地激发条件有关的常量;为泼走时。
按相应中心频率的滑动时间窗和滑动步长表计算尾渡功率谱,拟合式可
求得选择表所列的控制参数,目的是要保证对一给定的频率,滑动时间窗能有足
够的长度包括有效的波周期数,而叉做到尽可能短,使每个尾渡