محاسبات سرعت فاز و سرعت گروه با استفاده از نگاشت های دورهء بلند

نویسنده

چکیده

در این بررسی داده های زمین لرزه های دوره بلند تحلیل شد و برای محاسبه سرعت گروه و سرعت فاز مورد استفاده قرار گرفت. نگاشت های سه مولفه ای زمین لرزه سوم مه 1995 کازرون در ایران که پایگاه ایلیا (ILPA) شبکه بین المللی زلزله نگاری مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران ثبت کرده بود. وهمچنین نگاشت های دوره بلند زمین لرزه سنت هلنا (بیست و هفت هفتم آوریل 1986 ) در دو ایستگاه زلزله نگاری KON اسپانیا و TOL نروژ مورد بررسی قرار گرفت. و برای محاسبات سرعت گروه و سرعت فاز از آنها استفاده شد. نگاشت های یاد شده که با دستگاه های زلزله نگار دوره بلند ثبت شده اند پس از تصحیحات لازم (تصیح برای دستگاه ها و تصیح انحراف محور) با روش طیفی و تحلیلی در صفحه بسامد- زمان پردازش شدند و فازهای امواج سطحی از آنها جداسازی شد. با استفاده از تحلیل طیفی محاسبات سرعت گروه و سرعت فاز بین پایگاه های یاد شده برای هر کدام از نگاشت ها با برنامه ای خودکار صورت گرفت. ومنحنی های پاشیدگی فازهای امواج سطحی از نگاشت های مربوط محاسبه شدند. نتایج به دست آمده از محاسبات سرعت گروه و سرعت فاز نگاشت های سه مؤلفه ای پایگاه ایلیا نشان می دهد . که سرعت فاز بین سه پایگاه شماره 1 و 2 و 7 از سرعت گروه محاسبه شده درهر سه پایگاه کمتر است. (پاشیدگی وارون ‘ Inverse dispersion)) ونگاشت های زلزله بیست و هفت آوریل 1986 یک نوع پاشیدگی نرمال (Normal dispersion) رانشان می دهد. به علاوه سرعت فاز محاسبه شده بین مؤلفه های قائم سه پایگاه ایلیا با بسامد امواج سطحی افزایش قابل ملاحظه ای را نشان می دهد. در صورتی که سرعت فاز محاسبه شده بین مولفه های افقی سه پایگاه (شرقی –غربی و شمالی - جنوبی) با بسامد امواج سطحی کاهش می یابد. این گونه رفتار در منحنی های پاشیدگی نشان می دهد که سرعت فاز امواج برشی بر حسب عمق کاهش قابل ملاحظه ای دارد. به علت عبور امواج سطحی از رشته کوه های زاگرس درامتداد رومرکز زمین لرزه سوم مه 1995 کازرون نسبت به پایگاه ایلیا بیشترین مقدار انرژی بسته ای مدهای بالایی امواج سطحی حذف شده است. (به علت پدیده های تکتونیکی شدید) به علاوه عبور اموج سطحی از دو ناحیه با اختلاف امپدانس کاملا متفاوت (آب به خشکی و بالعکس) مدهای بالایی امواج سطحی از نگاشت های زلزله 27 آوریل 1986 در دو ایستگاه و انرژی بسته ای خود را کاملا ازدست داده اند وضعیف شده اند و به همین دلیل روی صفحه بسامد –زمان کمتر ظاهر شده اند . لذا هر قدر فاصله پایگاهها از کانون زمین لرزه بیشتر باشد. تراکم امواج سطحی با طول موج زیاد یا تناوب بلند به نسبت زیادتر خواهد بود و اطلاعات به دست آمده از عمق های بیشتری امکان پذیر است. از طرف دیگر خطا درمحاسبات سرعت گروه وسرعت فاز از نگاشت های اصلی با پربود بلند افزایش می یابد. با کاربرد الگوریتم عرضه شده می توان نسبت این گونه خطاها راکاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

-

چکیده [English]

In this investigation long-period records of earthquake data were used for separation of surface waves and calculation of phase and group velocity dispersion curves.
Kazeroun main shock (3 May, 1995) recorded by Iranian Long Period Array (ILPA) at station 1, 2, and 7; SantHellana main shock (27 April, 1986) recorded by two very long-period European stations (KON in Spain and TOL in Norway) have been processed. First, we have corrected all records by special techniques for the arm and tilting of instrumentation. Then, we processed the earthquake data for separation of surface waves (Love and Rayleigh waves) by two dimensional frequency-time algorithms. After separation of surface waves from main shocks full automotive intelligent programs have been used for detection and computation of phase and group velocity dispersion curves.
Results show that phase velocities calculated from three-components of ILPA data at stations 1, 2, and 7 are less than the group velocities for the same stations (inverse dispersion). Vertical components of the three stations show that the phase velocity with respect to frequency is increased, but for the horizontal components (N-S and E-W directions) the phase velocities with respect to frequency are decreased. This behavior shows that the phase velocity of shear waves is reduced with depth of penetration. Besides, the higher modes of surface waves are mimicked as they pass through the Zagros belt from the earthquake epicenter to ILPA recording stations. Similar computations of phase and group velocities from the TOL and the KON data stations show that the phase velocities are greater than the group velocities (forward dispersion).

کلیدواژه‌ها [English]

  • dispersions
  • Long-period records
  • Love and Rayleigh waves
  • Phase and group velocity