起伏地形对面波有限频敏感核和走时的影响
摘要
基于波动方程的有限频层析成像考虑了地震波的有限频带效应,三维有限频敏感核分布和大小反映了背景速度场上的速度扰动引起的散射波对波形上的某种观测量的影响大小. 用散射积分法计算了台站对间互相关3D格林函数敏感核(sensitivity kernel),即在地表两台站位置施加垂直力源,其中一个台站作为震源用于计算正演波场,另一个台站作为接收台站计算波场应变格林函数,将正演波场的面波部分和应变格林函数进行卷积再与地震图扰动核积分就可以得到3D面波有限频敏感核。为了分析起伏地形对面波敏感核和走时的影响,在同位网格有限差分方法中采用了贴体网格来处理地形起伏。结果表明,起伏地表对相位和振幅延迟敏感核的分布以及面波走时有较强的影响,尤其是在高频短周期面波情形时,这一效应更加明显。 为了进一步分析地形对敏感核和走时的影响,通过改变地形的水平尺度以及面波中心波长的大小,探讨了不同地形起伏尺度和不同中心波长对面波敏感核分布及面波走时的影响。发现:中心波长同地形起伏水平尺度相当时,敏感核分布的变化最为剧烈;水平小尺度比水平大尺度的地形起伏对面波走时的影响更为显著。地形不仅导致了面波有限频敏感核空间分布的变化,而且对面波震相的到时造成了影响。定量研究了不同波长和地形空间尺度情况下,面波震相到时的变化。在噪声成像的实际应用中,为了提高成像分辨率,越来越多的应用到短周期面波,这就使得地形起伏的水平尺度同中心波长更加接近的可能性越来越大,因此在面波成像中应该在传统方法的基础上考虑地形起伏对成像结果的影响。