臺(tái)陣數(shù)據(jù)處理方法簡(jiǎn)介

? ? 參考文獻(xiàn)：?嚴(yán)鋒, 靳平, & 范廣超. (2005). 聚束及f-k分析法在地震臺(tái)陣數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用. 陜西地球物理文集.

1 波形聚束法 Beamforming

????波形聚束可壓低噪聲，提高信噪比，便于對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)

2 頻率-波數(shù)譜分析 F-K Analysis

????頻率-波數(shù)譜分析(即f-k分析)，可以得到準(zhǔn)確的方位角和慢度值，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于震相的識(shí)別、關(guān)聯(lián)和定位具有重要價(jià)值。

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SAC 腳本實(shí)現(xiàn)

1 波數(shù)譜圖的理解

? ? 在做 f-k 分析前，先理解《The Seismic Analysis Code: A primer and User's Guide》中給的例圖含義。

? ? 圓心：臺(tái)陣的中心臺(tái)站位置

? ? 等值線： 能量強(qiáng)度。密集說(shuō)明此處有某一明顯震相

? ? 角度：反方位角（相對(duì)臺(tái)站來(lái)說(shuō)）。此圖中信號(hào)在中心臺(tái)站接近正北方向，也即反方位角接近0

? ? 徑向：波數(shù)。最外圈為0.045。

? ? 其中 波數(shù)K = 頻率f * 慢度p（單位 s/km）

? ? 某一震相，其慢度是一定的，但是含多種頻率分量，這也就造成了在波數(shù)譜上震相的形態(tài)是一團(tuán)。

? ? 為什么要畫這么一張圖呢？第一，確定信號(hào)（震源）的方位。第二，確定震相。因?yàn)檎鹣嗟牟〝?shù)我們可以從這張圖讀出，而震相的頻率可以在原始波形數(shù)據(jù)做FFT后得到，相除即得震相的慢度，與理論的慢度比較從而確定震相。

2 SAC 下 F-K 分析步驟

? ? 查閱 SAC 下的 bbfk 命令，其實(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)潔。但是首先要快速確定最外圈波數(shù)的范圍，選取不當(dāng)無(wú)法觀察到能量集中區(qū)域。

? ? 篩選原始地震臺(tái)站數(shù)據(jù)，去掉距離太遠(yuǎn)、信噪比低的臺(tái)站數(shù)據(jù)，濾波（比如遠(yuǎn)震0.05Hz-0.5Hz）。

計(jì)算震相理論慢度

? ? 用 Taup 計(jì)算震相的理論慢度。注意單位換算。以我自己的數(shù)據(jù)為例： 7.123 s/deg = 7.123/111.11 s/km = 0.064 s/km

確定震相的主頻率

? ? 向臺(tái)站數(shù)據(jù)寫入地震事件信息，按P波對(duì)齊后 sumstack，保存為 sum.SAC。這里只用到 -10 到 60s 的數(shù)據(jù)。

# P 波對(duì)齊后 sac << SUM r *.SAC sss timewindow -10 60 sumstack writestack sum.SAC qs q SUM

????并對(duì) sum.SAC 的各個(gè)震相進(jìn)行 FFT 分析。以 P 波為例，時(shí)間窗口約 5 到 20s?

sac << P cut 5 20 r sum.SAC fft xlim 0.02 5 xdiv number 5 title "Amplitude spectra (P)" xlabel "Frequence (Hz)" ylabel "Amplitude" loglog fileid off qdp off plot2 saveimg P.ps q P

? ?其幅度譜如下，主頻在 0.2Hz 左右

確定震相波數(shù)范圍

? ? P 波的波數(shù)大約為 0.064 s/km * 0.2 Hz = 0.128 /km，那么最外圈波數(shù)可取 0.15 。

bbfk 命令做 F-K 分析

? ? F-K 分析使用的臺(tái)站數(shù)據(jù)不需要寫入地震信息。F-K 分析的目的就是直接根據(jù)不同臺(tái)站的波形數(shù)據(jù)反推事件方位。

sac << BBFK cut 520 600 r *.SAC bbfk filter off wave 0.015 pds exp 2 norm levels 20 size 240 140 title "AK F-K Analysis" saveimg bbfk.ps q BBFK

????參數(shù)含義請(qǐng)查看 sac 手冊(cè)或 sac 下輸入 help bbfk。

? ? 更進(jìn)一步，不是地震信號(hào)應(yīng)該也可以做利用 sac 做 F-K 分析，只要將原信號(hào)先轉(zhuǎn)換成 SAC 格式就行。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SAC下实现地震波的频率分析、聚束及f-k分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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