滑动窗长和滤波频率对反投影远震P波法的影响研究

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地震破裂过程的研究对抗震救灾指挥,地震灾后重建,地震地质构造运动过程的认识等具有重大的意义。反投影远震P波方法通过波形叠加寻找一定区域内的高频能量位置,从而得到地震破裂的时空演变过程。波形互相关性大小会对反投影结果产生影响,本文运用多道互相关技术,利用全球地震监测网IRIS下载的远震P波垂直分量数据,研究了五个包含三种常见断层类型的地震波形信号。通过变换不同滑动窗长、滤波频率对波形进行互相关分析,发现在本文研究的12种不同滑动窗长中,滑动窗长-5s~10s得到的波形相似度最高。在8种不同滤波频率中,滤波频率范围0.1~0.8Hz,即中心频率0.45Hz得到的波形有最大的相似性。进一步探究这些波形的信噪比与互相关性的关系,以及不同断层类型地震波互相关性大小的特征。研究发现,波形信噪比与互相关系数呈正相关关系。在震级和震源深度相当的情况下,逆断层型地震地震波的相似度最高,其次是正断层型地震,波形相似度最低的是走滑断层型地震。最后根据波形互相关分析结果,挑选出相关系数大于或等于0.5的三个不同断层类型地震的波形数据,进行反投影分析。这三个地震是2009年8月10日安达曼Mw7.6正断层型地震,2011年4月7日日本Mw7.1逆断层型地震,2013年1月5日阿拉斯加Mw7.7走滑断层型地震。分别对比不同滑动窗长,滤波频率下反投影结果的异同。结果表明,不同的滤波频率、滑动时间窗长得到的反投影结果中,破裂持续时间、最大破裂能量出现时间较接近。滤波中心频率越低,得到的最大破裂能量释放区域越大。滑动窗长越小,破裂起始时间越接近发震时刻。因此,在反投影研究过程中,应该根据地震实际情况,选择合适的滤波频率和滑动窗长,以得到理想的破裂时空过程。
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