海上地震勘探中多使用气枪阵列作为震源,由于气枪阵列具有一定的长度和宽度,不满足点震源的基本假设,导致气枪子波的波形和频谱随入射角和方位角而变化,气枪震源具有明显的方向性特征。本文首先讨论了气枪阵列远场子波的形成机理和数值模拟方法,在此基础上,以一个实际阵列为基础,系统地分析了气枪阵列的方向性及其对地震资料的处理及AVO分析等的影响。方向性反褶积的目的是将不同入射方向的子波校正为同一入射方向。传统的方向性反褶积方法,如在?-p域、F-K域等进行的方向性反褶积等,存在计算量大、处理效果差及实用性不强等缺点。通过对气枪阵列的分析,得出方向性对于子波的影响使得地震记录在深度和偏移距方向上呈现非稳态性,由此提出了一种基于非稳态反演的方向性反褶积方法,将受方向性影响的地震记录看作不含方向性的地震记录与气枪阵列方向性响应的褶积,在求取方向性响应后,便可以利用反演的方法获得消除方向性的地震记录。通过模型试验的验证,证明该方法确实有效可行。消除气枪阵列子波方向性的影响,可以充分发挥气枪子波可模拟性的潜在优势,为海上地震勘探寻找新的理论支撑和突破方向。