地貌学与地震学研究表明,自由地表与核幔边界,作为地球最重要的两个分界面存在着各种尺度的地形起伏。它们的起伏成因往往与地貌演化或地幔对流等过程联系紧密,因此,探测两大界面的起伏特征具有十分重要的动力学意义。我们观测到智利深震在LVC台站的波形中出现了难以用一维速度结构所解释的疑似面波震相。我们从到时、慢度和极化特征等角度判定该震相为Rayleigh面波,定位结果暗示了S->Rayleigh的转换机制且由地形起伏产生,而SEM数值模拟的合成图证实了该理论。同时,为深入理解地形特征对地震波转换机制的影响,我们推导了自由界面起伏下的均匀半空间Rayleigh面波位移解析解。另一方面,高频(1Hz)核反射震相是研究核幔边界的有效手段,我们基于表示定理与射线理论发展了核幔边界起伏情形下的高频ScP合成图算法。正演测试结果表明界面凹陷和隆起能够造成ScP的聚焦和散焦效应,并且日本东北部下方核幔边界起伏度约1.2km的隆起模型可以较好拟合PcP/ScP观测值。然而,三维速度结构以及D”层等因素也会造成ScP振幅的改变,因此,发展一种数值模拟和射线理论的联合算法来研究复杂的三维结构具有广阔的应用前景。