Квантификация землетрясений и сравнительный анализ очагов на основе спектров P-волн

• Автор: Лыскова, Евгения Леонидовна
• Шифр специальности: 04.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Магнитудные шкалы
1.1. Шкала локальных магнитуд
1.2. Шкала магнитуд по поверхностным волнам
1.3. Шкала магнитуд по объемным волнам
1.4. Концепция спектральной магнитуды
Выводы к главе
Глава 2. Калибровочные функции для определения спектральных
магнитуд
2.1. Эмпирический подход к построению калифбёбЧЯшцфутций
• »2»
2.2.. Теоретический подход к построению спектральных калибровочных функций
2.2.1. Калибровочные функции Нортманна и Дуды
2.2.2. Калибровочные функции Яновской и Дуды
Выводы к главе
Глава 3. Тестирование теоретических калибровочных функций на
материале наблюдений
3.1. Методика проверки теоретических калибровочных функций
3.2. Альтернативные модели добротности
3.3. Данные для тестирования калибровочных функций
3.4. Результаты анализа
Выводы к главе
Глава 4. Оценка сейсмической энергии и динамических параметров
источника по спектрам Р-волн
4.1. Сейсмическая энергия
4.1.1. Сейсмическая энергия и связь ее с общепринятой магнитудой ,
4.1.2. Оценка энергии на основе спектра излучения
4.1.3. Энергетическая магнитуда
4.2. Динамические параметры очага
4.2.1. Фокальные спектральные параметры - сейсмический момент и угловая частота спектра
4.2.2. Сброшенное напряжение
Выводы к главе
Глава 5. Спектральные особенности землетрясений с эпицентрами
вдоль плитовых границ
5.1. Выбор критериев для разделения землетрясений на “длиннопериодные” и “короткопериодные”
5.2. Исследование землетрясений в конвергентных и дивергентных зонах
5.2.1. Используемые данные
5.2.2. Корреляция между log Тс и Mw
5.2.3. Соотношение между моментной и энергетической магнитудами
5.2.4. Оценка сброшенного напряжения
5.3. Анализ очаговых параметров для землетрясений Курило-
Японской зоны
Выводы к главе
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность проблемы
До сих пор оценка силы землетрясений в большинстве сейсмологических центров производится на основе магнитудной шкалы, предложенной Б.Гутенбергом и Ч.Рихтером еще в 1935 году. В соответствии с этой шкалой магнитуды определяются по отношению максимальной амплитуды сейсмической волны к периоду. Такой подход был справедлив, пока регистрация сейсмических волн проводилась с помощью узкополосных приборов, так что в действительности оцениваемая таким способом магнитуда позволяла сравнивать землетрясения по интенсивности излучения в частотном диапазоне, определяемом полосой пропускания сейсмической аппаратуры. Но в 80-х годах были созданы широкополосные приборы с цифровой записью, которыми к настоящему времени оснащено большинство станций мировых сейсмологических сетей. Стало очевидным, что разные землетрясения излучают максимум энергии в весьма разных частотных диапазонах. Поэтому становится бессмысленным сопоставление их по энергии, излучаемой в одном узком диапазоне частот. В связи с этим возникла концепция так называемых спектральных магнитуд: вместо одной магнитуды предлагалось определять набор магнитуд, соответствующих разным узкополосным диапазонам. Это позволило бы оценивать не только интенсивность излучения, но и определять, в каком частотном диапазоне излучается максимум энергии. А это, в свою очередь, дало бы возможность одновременно оценивать и некоторые динамические параметры очагов, такие как размеры очага, сброшенное напряжение и смещение на разломе. Путем сопоставления этих параметров для разных землетрясений можно было бы судить о характере процессов, приводящих к землетрясениям, и о механических свойствах среды в разных очаговых зонах. Поэтому разработка методики определения спектральных магнитуд представляется весьма актуальной.

Предполагая, что в реальных телах неупругое поглощение описывается суперпозицией моделей стандартного линейного тела с параметрами образующими сплошной спектр, в некотором конечном интервале периодов, Лю и Андерсон [68] предложили следующую модель зависимости добротности от частоты, которая достаточно хорошо описывает реальное поглощение:
(8).
Ж 1 + (О ТхХ
Изменение (Г1 с периодом в соответствии с формулой (8) представлено на рис.6. Эта модель такова, что на частотах = г,“1 и со2 = т2' имеет место соотношение Q = 2<2т. Эти частоты ограничивают так называемую полосу поглощения. Для данной задачи, связанной с распространением объемных волн, нужно принимать во внимание нижнюю ( по периоду) границу полосы поглощения, так как периоды объемных волн не превышают десятка секунд, в то время как верхняя граница - тысячи секунд.
При расчете своих калибровочных функций Нортманн и Дуда [73,72] в качестве <2т(г) использовали модель Андерсона и Харта [73], а для зависимости £>(Т) - приближенную формулу для высоких частот:

2 ят, ’ 2агсс1у

где значение т2 - 0.2 с было выбрано авторами (Нортманном и Дудой) как среднее из имеющихся в литературе оценок (0.05 - 0.5).
Калибровочные функции Нортманна и Дуды, рассчитанные с учетом геометрического расхождения и неупругого поглощения, изображены на рис. 7.
Главный недостаток такого подхода к расчету калибровочных кривых состоит в том, что он правомерен лишь для расчета амплитуды единичной волны, причем только в случае однозначного годографа. На самом же деле группа Р- волн, по максимуму амплитуды в которой определяется магнитуда, представляет собой наложение целого ряда