Название Первичная обработка

Скачать 90.28 Kb.

Название	Название Первичная обработка
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

Г
еофизическая служба РАН

Центральная опытно-методическая экспедиция

Название	Первичная обработка цифровых записей локальных и региональных сейсмических событий
Авторы	Габсатарова И.П., Бабкова Е.А., Пойгина С.Г., Феофилактов В.Д.

Цель первичной обработки: получить наиболее полную информацию о сейсмических событиях в непрерывном потоке записи или ее фрагментов с выделением основных сейсмических фаз, их кинематических и динамических характеристик, знака первого движения, эпицентрального расстояния, азимута на эпицентр, а также энергетической (магнитудной) оценки события для обеспечения информацией и последующего анализа в Информационно-обрабатывающем центре.

Первичная обработка сейсмограмм традиционно состоит из следующих последовательных этапов:

качественный анализ сейсмограммы;
определение моментов вступлений сейсмических волн;
определение эпицентрального расстояния и азимута на эпицентр
определение знаков и четкости вступлений сейсмических волн;
измерение амплитуд и периодов сейсмических волн.
для локальных и региональных событий дополнительно при условии возможности оценки эпицентрального расстояния производится определение значения энергетического класса и локальной магнитуды.

Качественный анализ сейсмограммы
Как и при обработке аналоговых сейсмограмм [1], обработка цифровых записей начинается с анализа сейсмических волн с целью определения типа события (является ли землетрясение местным (локальным), близким (региональным) или удаленным). Предпочтительно для обнаружения записей локальных и региональных событий выбрать (если таковые имеются) записи короткопериодных приборов (с частотой дискретизации 40-100Гц). Для обнаружения слабых локальных и региональных событий (или записанных на фоне высокоамплитудных микросейсм) следует использовать короткопериодную полосовую фильтрацию. Наиболее полную волновую картину наилучшим образом можно исследовать на 3-х-компонентных записях.
1. Основные признаки локальных и региональных событий [1, 2, 3]:

Преобладание высоких частот в частотном составе (особенно для локальных событий), они могут достигать 100 Гц. Однако следует помнить, что очень сильные события могут иметь также и более длиннопериодную запись волн. Поэтому они могут быть хорошо записаны также на записях широкополосных приборов.
Небольшая длительность записи на короткопериодных каналах - от нескольких секунд до нескольких минут; длительность записи наиболее сильных событий может значительно превышать полчаса.
Основные сейсмические фазы, выделяемые на записях, могут быть трех типов: продольные, поперечные и поверхностные. Эти волны различаются между собой прежде всего скоростью распространения. В одной и той же среде она убывает в порядке их перечисления здесь. Скорость продольных волн может изменяться от ~ 5 км/cек до 8.2 км/cек, скорость поперечных волн ниже примерно в 1.73-1.78 раз. Скорость поверхностных волн самая низкая и может достигать 2 км/сек. Кроме того, это волны различаются и по характеру движения частиц в них. В продольной волне частицы перемещаются вдоль распространения луча волны. В поперечной волне частицы перемещаются перпендикулярно лучу. Продольные и поперечные волны являются объемными. Это означает, что они распространяются по всему полупространству так, что амплитуда движения в них зависит в основном от расстояния между данной точкой наблюдения и эпицентром, но не от глубины. Поверхностные волны образуются при наличии открытой поверхности или границ раздела различных сред и концентрируются вблизи этой поверхности. Частицы в этих волнах описывают сложные траектории в виде замкнутых кривых (например, эллипсов), амплитуды которых резко убывают с глубиной. Поэтому можно считать, что поверхностные волны распространяются в около поверхностном слое как цилиндрические, вследствие чего они затухают с расстоянием медленнее, чем объемные волны.
В Новом руководстве обсерваторской практики - IASPEI New Manual of Seismological Observatory Practice (NMSOP) для региональных и локальных расстояний признаются следующая номенклатура волн, распространяющихся в Земной коре и в самых верхних частях верней мантии (таблица 1).
Для местного (локального) (расстояние от 0 до 150 - 200 км) землетрясения характерно [1,2,3] наличие двух основных волн Рg и Sg - «прямых» волн, распространяющихся в земной коре. Рg - волны имеют обычно четкое, но не всегда интенсивное начало колебаний с довольно высокой частотой (4 –8 Гц) с постепенным плавным спадом интенсивности. Sg – волны существенно превышают по интенсивности группу волн Рg и имеют, как правило, несколько большие периоды. Выделение их обычно не представляет больших трудностей. Наилучшим образом Pg записываются на вертикальных, а Sg и горизонтальных компонентах. Примеры записи местных землетрясений помещены на рис.

Для близких (региональных) (от 150-200 км до 2000 км) землетрясений группы продольных и поперечных волн сложнее. За некоторым критическим расстоянием (обычно в интервале от 150 до 200 км) первое вступление от сейсмических источников в коре соответствует волнам Pn, преломленным в кровле мантии, в группе S волн - Sn. Они менее отчетливо выражены на короткопериодных записях; и имеют гораздо меньшие амплитуды по сравнению с Pg и Sg, регистрируемых позже, и, как правило, несколько большие периоды.

Периоды продольных и поперечных волн малы, обычно между несколькими долями секунды и 3 с, периоды поверхностных волн достигают 10-12 с. Начало поверхностных волн, как правило, трудно наблюдать из-за маскировки волнами S, имеющими на коротких расстояниях большие амплитуды. Для выделения начала поверхностной волны требуется фильтрация в полосе частот, смещенной в более низкую область (например 0.4-0.8 Гц). Обычно на записях близких землетрясений хорошо выделяется максимальная фаза в поверхностной волне Релея (LRM) по составляющей Z.
Самые большие амплитуды в записях близких событий имеют обычно коровые каналовые волны Lg, в случае близповерхностных событий - короткопериодная основная мода волн Рэлея Rg. Lg -волны имеют короткопериодные (1 - 6 с) вступления с большими амплитудами и с преобладающим поперечным движением [3]. Lg - волны распространяются вдоль поверхности со скоростями, близкими к средней скорости поперечных волн в верхней части континентальной коры. Они наблюдаются только тогда, когда путь волны полностью проходит по континенту. Включения даже столь малого океанического отрезка, как 2°, достаточно, чтобы уничтожить эти волны. Когда волны Lg приходят в виде обособленных групп, их называют Lg1 и Lg2. Скорость их 3,5 км/с. Волна Rg в случае сейсмических событий, порожденных близ поверхностными взрывами, с более длинными периодами чем у Sg, может быть доминирующей на записи примерно до 300 км. На рис. 2. представлена запись карьерного взрыва станцией KIV (∆ = 0.471°).

Рис. 1.

Важнейшие сейсмические фазы для локальных и региональных сейсмических событий - Pg, Pn и Sg, Sn, которые наилучшим образом записываются на вертикальных (Pg, Pn) и горизонтальных компонентах (Sg, Sn). В континентальных областях Pg - первые вступления на эпицентральных расстояниях примерно до 150 (180) км. За этим расстоянием Pn догоняет Pg. Для грубой быстрой оценки эпицентрального расстояния ∆ [км] локальных событий умножаем разность времени Sg-Pg [с] на 8. На рис. 1. представлена запись землетрясения станцией VRS (с симуляцией прибора ВЭГИК) на расстоянии ∆ = 5.2°;

Рис. 2.
2. Рутинная обработка записи локального (регионального) события включает в себя следующие этапы:

выделение на записи (нефильтрованной или фильтрованной, если вступления плохо видны) всех видимых фаз с указанием направления смещения первого движения по трем компонентам,
оценка эпицентрального расстояния по разности наиболее четких фаз;
определение азимута по трем компонентам в случае четкого первого вступления, одновременного на всех трех компонентах;
определение энергетической характеристики (энергетического класса, локальной магнитуды, магнитуды по длительности).

Порядок обработки по пунктам а. - в. аналогичен обработке телесейсмических событий, методика определения энергетической характеристики описана ниже.
3. Методика определения энергетической характеристики сейсмических событий на региональных расстояниях (<20º).

3.1. Методика оценки энергетического класса Раутиан локальных и региональных событий (до 800 км) в программе WSG производится следующим образом:

сделать активными все окна, окно с записью Z-канала - главным окном;
нажать кнопку «Выровнять по времени» на верхней панели инструментов;
«отзуммировать» интервал записи Рn (или Pg) волны, чтобы на экране был выведен интервал записи не более 1-2 минут;
произвести симуляцию прибора ВЭГИК на всех составляющих - через управляющую кнопку «Линейный фильтр» -> «Симуляция ВЭГИК-0.7» (при наличии симуляционной АЧХ - с использованием нулей-полюсов);
выполнить динамические замеры в максимуме Pn (Pg) волны по Z-каналу:

выделить интервальными отметками в главном окне (Z-канал) интервал максимальной амплитуды волны Pn (Pg) длиной несколько периодов,
нажать кнопку [] «РАСЧЕТ ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ» на верхней панели инструментов, откроется диалоговое окно «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ», одновременно на записи волновых форм перерисуются интервальные отметки (рис. 3) - они теперь показывают интервал, автоматически выбранный программой для проведения замеров в максимальной фазе,

Рис. 3

указать (выбрать из списка) в поле «АССОЦИИРОВАТЬ С ФАЗОЙ» название фазы (Pn или Pg), к которой будет приписаны динамические замеры, значения в полях «Расстояние до эпицентра» и «Глубина» можно не менять,
нажать кнопку «ОК» в диалоговом окне «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ»;

нажать кнопку [] «Убрать фильтр» на верхней панели инструментов;
«отзуммировать» интервал записи Sn (или Sg) волны, чтобы на экране был выведен интервал записи не более 1-2 минут;
произвести симуляцию прибора ВЭГИК на всех составляющих - через управляющую кнопку «Линейный фильтр» -> «Симуляция ВЭГИК-0.7» (при наличии симуляционной АЧХ - с использованием нулей-полюсов);
выполнить динамические замеры в максимуме Sn (Sg) волны по N(E)-каналу аналогично Pn (Pg) волне;
выбрать опцию «Рассчитать энергетический класс «Раутиан по ВЭГИК»» в меню «Волновые формы», откроется диалоговое окно «Энергетический класс» с рассчитанным значением Кр; в поле «Ассоциировать с фазой» нужно выбрать, к какой фазе приписать значение Кр и нажать кнопку «Запомнить». После этого рассчитанный Кр будет вписан в соответствующую строку в окне «Список фаз» (рис.4).

Рис. 4
3.2. Методика оценки локальной магнитуды M_L в программе WSG.

Вычисление локальной магнитуды M_L в программе WSG производится согласно «Рекомендациям по вычислению локальной магнитуды M_L по цифровым записям на расстояниях от 5 до 800 км с помощью программы WSG»:

сделать активными все окна, окно с записью Z-канала - главным окном;
нажать кнопку «Выровнять по времени» на верхней панели инструментов;
«отзуммировать» интервал записи максимальной амплитуды на записи (максимум Sg или Lg- волны), чтобы на экране был выведен интервал записи не более 1 минуты;
произвести симуляцию прибора Вуда-Андерсона на всех составляющих - через управляющую кнопку «Линейный фильтр» -> «Симуляция Wood-Anderson» (при наличии симуляционной АЧХ - с использованием нулей-полюсов);
выполнить динамические замеры в максимуме Sg (Lg) волны по N или Е-каналу:

выделить интервальными отметками в главном окне (N или Е-канал) интервал максимальной амплитуды волны Sg (Lg) длиной несколько периодов,
нажать кнопку [] «РАСЧЕТ ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ» на верхней панели инструментов, откроется диалоговое окно «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ», одновременно на записи волновых форм перерисуются интервальные отметки (рис. 5) - они теперь показывают интервал, автоматически выбранный программой для проведения замеров в максимальной фазе,

Рис. 5

указать (выбрать из списка) в поле «АССОЦИИРОВАТЬ С ФАЗОЙ» название фазы (Sg или Lg), к которой будет приписаны динамические замеры,
указать значение эпицентрального расстояния и предполагаемой глубины очага в соответствующих полях диалогового окна «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ»,
нажать кнопку «ML», появится форма «МАГНИТУДА ML» с рассчитанным значением локальной магнитуды (рис. 5)
нажать кнопку «ОК», при этом в диалоговом окне «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ» в соответствующем поле появится рассчитанное значение магнитуды M_L;
нажать кнопку «ОК» в диалоговом окне «РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПЕРИОДА И АМПЛИТУДЫ», в результате в окне «СПИСОК ФАЗ» в соответствующую строку дописываются значения амплитуды, периода, и магнитуды M_L,

нажать кнопку [] «Убрать фильтр» на верхней панели инструментов.

Литература

Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях единой системы сейсмических наблюдений СССР. М. Наука, 1981, стр. 222
IASPEI New Manual of Seismological Observatory Practice (NMSOP), Volume 1, Ed. P. Bormann, GeoForschungs Zentrum Potsdam, 2002, page ???
Аки и Ричардсон «Количественная сейсмология»

	Дополнительные главы геофизических исследований скважин Сопоставление разрезов скважин; первичная обработка диаграмм гис, опорные пласты и требования к ним		Инструкция по проведению и обработке результатов опроса (анкетирования)... Первичная обработка ответов в субъектах РФ проводится ответственным лицом по следующим пунктам
	Название события Машиностроение, электротехника, обработка, пневматики и гидравлический контроль и информатика (для автономного классов.)		Г Основы заготовительного процесса растительного сырья (сбор, первичная... Заготовка лекарственного растительного сырья является многогранным процессом, охватывающим цикл операций, начиная со сбора и заканчивая...
	Обработка изделий медицинского назначения Неадекватная обработка медицинских инструментов и оборудования, а также других предметов ухода за больными является частой причиной...		Рабочая программа Курса «Художественная обработка материалов» для 6 класса Базовый уровень Рабочая программа по факультативу «Художественная обработка материалов» для 6 класса составлена на основании программы:«Художественная...
	I. Определения Автоматизированная обработка персональных данных – обработка персональных данных с помощью средств вычислительной техники		Литература по дисциплине "Цифровая обработка сигналов" Цифровая обработка сигналов [Текст] : учебное пособие для вузов / А. Б. Сергиенко. 3-е изд. Санкт-Петербург : бхв петербург, 2011....
	Инструкция дапоксетин Торговое название Торговое название: Дапоксетин. Международное (патентованное) название: Дапоксетина гидрохлорид (Dapoxetine), Priligy		1: Гигиена воздушной среды Название и определение. Полное название науки «Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов», краткое «Зоогигиена»....
	Отчет «разработка проекта методики и первичная оценка масштабов незаконного... «разработка проекта методики и первичная оценка масштабов незаконного лесопользования в российской федерации»		2 Электронный образовательный ресурс по дисциплине «Обработка статистической информации» Мо осваивать такие понятия как статистика, методы обработки статистических данных, и уметь работать со статистическими пакетами....
	Название предмета Умк (название учебника, автор, год издания) Физика. 9 кл.: учебник/ А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. М.: Дрофа, 2014		Методические указания к выполнению практических работ для студентов... Представленное пособие предназначено для выполнения практических работ по профессии «Оператор эв и вм» по теме «Обработка мультимедийной...
	Пояснительная записка 6 Пояснительная записка Содержание листов рабочей... Ввод и обработка цифровой информации: Внеаудиторная самостоятельная работа для обучающихся по профессии «Мастер обработки цифровой...		1: «Организация работы участкового врача и терапевтической службы... Тема 1: «Организация работы участкового врача и терапевтической службы в поликлинике, квалификационная характеристика специальности»;...

Название Первичная обработка

Название

Авторы

Похожие: