浅谈数字地震观测资料的分析方法

浅谈数字地震观测资料的分析方法摘要：数字地震观测的发展顺应了社会发展需要，从某种意义上来说在确保了人民生命财产安全方面起到了积极作用。数字地震记录的分析与处理是在这个基础之上提取与震源和介质相关信息，直接作用于地震科学的发展。基于此，探讨数字地震观测资料的分析方法具有迫切性，而这也是本文研究的关键所在。当然数字地震观测给予新时代新要求，需要克服原有技术上的不足，从而为数字化系统正常运行奠定坚实基础。数字地震观测技术与数字地震观测资料两者有效结合，能够将其作用最大限度发挥出来，进而在地震监测预报中做出更大的贡献，以此为广大研究者提供强大理论支撑。关键词：数字地震观测、近震、远震、偏振特性地震学属于观测科学的范畴，溯源数字地震观测历史，随着大动态、宽频带、高精度的数字地震仪应运而生，我国地震监测和科学研究水平有了质的提升。如：地震监测参数和地震监测水平的提高；地球精细三维结构的反演；为地球动力学的研究提供了强大理论依据等；从本质内容上来说，同国家的高度重视和资金投入是分不开的，并在这个过程中已经连续建成国家、区域、地方三位一体的数字化地震观测台网，为向民众提供精确的地震信息创造可能。换一种方式来说，我国数字地震观测资料随着经济发展而增长，如何高效利用数字地震观测资料使其作用于防震减灾事业和科学研究服务的发展，是新形势对地震研究者的一项重大考验。一、数字地震记录的分析方法宽频带数字地震观测系统相对与其它观测系统来说有其自身具备的优势，其可以较为完整的记录地震信息，与此同时也记录了大量与地脉动干扰的相关信息，如若发生较大地震，干扰信号小于地震信号甚至是两者之间数据不在一个层次上，可以采用原始波形图进行分析，这样能够比较精确的进行还原，从而依据实际情况，制定出行之有效的计划；倘若地震震级较低，干扰信号远远大于地震信号时，不能够简单采用原始波形图，必须在这个基础之上对原始数据进行滤波或者仿真处理，这样才能够确保数据的准确无误。在查阅相关资料和大量研究中表明：采用后者，也就是仿真处理更有利于对震相的识别。当前，我国的数字化地震台站绝大部分都是模拟和数字地震观测系统两者结合起来。为了确保数字地震观测资料信息的准确性，首要任务便是进行模拟记录，然后依据模拟记录获得的数据信息分析结果，最后进行对比分析。再者，考虑到计算机软件无法进行自动检测和记录，因此在对数字地震数据信息进行分析过程中，就应当随机选取地震事件，但值得一提的是地震事件抽取时间不宜过长，否则会影响数据的准确性，只需要以完整地震波为前提条件，就可以获得所需信息。选取的时间段越短，相应的计算机运行速度就会加快，能够清晰的将地震事件呈现出来，同时也便于保存。研究人员在对地震事件系统化、科学化分析时，首先考虑应是地震事件的全部过程，计算出定波和后续震相，这样能够为下一步工作开展提供理论依据，显然，不同性质的地震所采取的分析方法也是不一样。1、近震分析从普遍意义上来说，近震震中距无特殊情况都是1000km以内，PG、SG则是地震中经常用到的震相，地震波的周期相对来说比较小，大多情况下在1S以内。干扰近震分析的有两个因素：3-6s和3-5Hz的脉动，高频干扰表现尤为明显。在宽频带记录中，干扰信号在大多数情况下能够把较小的地震波淹没，尤其是还要充分考虑到首波这个不确定因素。即便是震级稍微高一点的地震，首波也不确定，无形之中阻碍了下一步工作的开展。在研究调查中表明：“近震地震波频率高，采用高通滤波可以使地震波形显示更加清晰”。但是在随着形势的不断变幻，高通滤波获得的信息并不是最精确的，其主要影响因素便是高频干扰，在利用高通滤波的同时也产生了高频干扰，这也是造成数据信息不准确的根本原因所在。再者，采用仿真短周期地震仪记录的方式来分析地震，与采用高通滤波方式进行比较效果更为明显。2、远震和极远震分析由于地球内部介质的分层结构和各层介质物理性质等方面存在差异，这是致使波速不同的根本原因所在。而且地震波通过各层时并不能够进行直射，相反其首先是反射、折射最后进行转换，最终也就不难得出远震地震波中存在更多震相的结论。震中距增加相应的震相时间隔也随之增大，波周期长短是震动时间长短决定的。地球内部结构复杂，给震相识别方面造成很大困难。任何事物都具有两面性，宽频带数字地震观测系统也是如此，它能够完整记录地震信息，但是在这个记录过程中产生了地脉动干扰，一定程度上影响了数据的准确性。极远顾名思义是需要以远距离传播为前提条件，考虑到地震波能量损耗大、初始震相和后续震相两者在开始时比较微弱，这是使得地震波增大的根本因素。二、地震分析中应用地震波的偏振特性偏振特性是地震波的本质特性，波的传播方向和压缩波运动方向是一致的，而剪切波的偏振方向与波的传播方向、压缩波方向是处于垂直状态，P波、S波的方位角和入射角需要偏振分析才能够完成，只有在这个基础之上才能够确定地震的方位。基于此，利用数字地震观测系统呈现出来的地震事件，可以准确的确定地震震中，能够及时报道与地震相关信息。再者，不同地域地震记录都是不同站台进行记录的，所在在很多方面可能存在差异，只有准确无误的确定地震发生地区，研究人员才能进行模拟分析或者自身丰富经验找寻波形特征，最终找到真相，两者之间密切联系，同时也是一个相互证明的过程，确保分析的准确性和科学性。利用波的偏振特性这一特征，还可以依据具体情况设计出偏振滤波器，倘若质点运动方向符合某个特定条件，这个运动过程就会保留下来，如果与特定条件不符，自然而然的这个运动方向就会衰减直至消失。偏振滤波器对某些特殊记录进行滤波处理，可以准确的确定震相方位，为下一步工作开展提供理论依据。结语：本文以探讨数字地震记录的分析方法、地震分析中应用地震波的偏振特性为切入点，深入研究数字地震观测资料的分析方法，为区域或者地方遥测地震台网采集提供了坚实理论依据，相应的也就要求地震观测研究人员，要不断提升自身的基础理论知识，以便于将所学知识更好的运用到实际工作中，从数字地震观测资料中提取更多相关地震信息，为地震监测预报做出更大的贡献。参考文献：[1]赵小艳,韩立波,龙锋.2011年盈江M_s≥4.0地震序列震源机制解与发震构造研究[J].地震研究.2012(04)[2]董蕾,杨立明.汶川大震前数字地震仪位移地脉动低频异常现象研究[J].西北地震学报.2012(03)[3]崔子健,李志雄,陈章立,赵翠萍,郑斯华,周连庆.判别小震群序列类型的新方法研究——谱振幅相关分析法[J].地球物理学报.2012(05)