采用功率谱方法提取地球自由振荡信息

去 固体 潮 的前 提 下 进 行 功 率 谱 分 析 ， 得 了地 球 球 型 自 由振 荡 振 型 ， 过 与 Ｐ Ｅ 模 型 相 对 比 ， 现 所 提 取 获 通 ＲＭ 发 的９ ４个 振 型 ， 括 ７ 包 ６个基 频 振 型 （ Ｓ ，ｓ 一。，） １ 。０ ：。 Ｓ 和 ８个 谐 频 振 型 ， 理 论 值 的 误 差 很 小 ， 有 数 据 的 平 均 与 所 偏 差 为 ０ １％ 。 文 中 发 现 该 地 震 激 发 的。 。 。 和 。 自 由振 荡 振 型 有 明显 的频 谱 分 裂现 象 。 ．４ ｓ ，ｓ ，ｓ Ｓ
振 荡信 息提 供 了 良好 的 数据 基础 。 人 类对 地 球 自由振 荡 的认识 是从 解析 方法 研 究 开始 的。１ ２ ８ ９年法 国泊 松 （ ． ． ｏｓｏ ） 等 Ｓ Ｄ Ｐｉ ｎ … ｓ 最 早研 究 了完 全 弹 性 固 体 球 的振 动 问 题 。１ ８ ８２
台 网体 应 变观测 资 料 ， 同研 究 了 ２ ０ 共 ０ ４年 印 尼苏
关 键 词 ： 率谱 密度 估 计 ；地 球 自由振 荡 ；球 型 振 荡 功 中 图分 类 号 ：３ ５ ４ Ｐ １ ． 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３— ０７ ２ １ ） １— ０ ４— ８ １７ ８ ４ （ ０２ Ｏ ０ ６ ０
０ 引 言
地 球受 到较大 的扰 动后 会造 成 全球 性 的 自由
丁 亮 武 晔 王 家 阔 高 家 乙 ， ， ，
（ ． 灾科 技 学 院 地 震 科 学 系 ， 北 三 河 １防 河 ０ ５０ ； ． 家庄 威 特 工程 检 测 有 限 公 司 ，河 北 石 家 庄 ６２ １ ２石 ０ ５０ ） ６ ０ ０
摘 要 ： 用 中国 数 字 地 震 台 网 的 三个 台 站 所 记 录 到 的 ２ １ 利 ０ １年 日本 里 氏 ９ ０级 地 震 的地 震 数 据 ， 没 有 进 行 ． 在
型下 的 自由振 荡模 式分 布 规律 。１ １ 年 勒夫 （ ９１ Ａ． Ｅ Ｈ． ｏ ｅ 在 兰 姆 的研 究 成 果 基 础 上 ， 虑 了重 ． Ｌｖ ） 考
料 ， 且 利用 功率 谱 密 度 估 计 方 法 提 取 地球 自 由 并 振荡 信 息 的有 任 佳等 － ， 。 将 观测 到 的 振 荡 周 期 和 振 幅 与 Ｐ Ｅ 模 型 Ｒ Ｍ 的理论 自由振荡 周 期 和 振 幅 比较 ， 利 用 反 演 方 并 法 ， 以对 地球 内部 结构进 行 约束 ， 种 约束方 法 可 这 与 通过 体波 和面 波确 定地 球 内部 构造 的方 法 相互 独 立 ¨ 。 目前 ， 未 见 利 用 Ｃ Ｓ 台 网 的 Ｖ 还 ＤＮ Ｈ 通 道数 据对 日本 大 地震所 激 发 的地球 球 型振 荡进
门答 腊大 地 震 激 发 的 地 球 自 由振 荡 的 有 于 海 英 等 万永 革等 邱 泽 华 等 ］ 唐 磊 等 。 采 引、 ｎ、 Ｈ、
用垂 直摆 倾 斜 仪 和 水 管 倾 斜 仪 的数 字 化 观 测 资
年 兰姆 （ Ｌ ｍｂ 就 详 细讨 论 了均 匀球 体 简 单 模 Ｈ． ａ ）
力 作 用下 可 压 缩 球 体 振 荡 问题 。尽 管 理 论 研 究 延 续多 年 ， 但是 在 ２ ０世 纪地震 学 的发展 使 人类
对 地 球 内部构 造 的认 识 更 加 清 楚 以后 ， 论模 式 理
才 比较接 近真 实 地球 。１ ５ ９ ２年堪 察 加 大 地震 ， 美 国贝 尼尔 奥 尔 夫 （ ｏｏ Ｂ ｎｏ ） 首 次 在 他 自己 Ｈ ｇ ｅ ｉ ｆ 设计 制作 的应变 地震 仪 上发 现约 为 ５ ７分钟 ；９ ０ １６ 年 日本 大地震 ， 次 观测 到多 种频 率 的谐振 振 型 。 再
地 球长 周期 自由振荡 的 真实性 遂 被最 后证 实 。地
球 作 球型振 荡 时 ， 质 点位 移 既有 半 径 方 向 的分 其
量 ， 有水 平分 量 ຫໍສະໝຸດ 也 是一 种无 旋转 振 动 。
振 荡 ， １６ 如 ９ ０年 智 利地 震 和 ２ ０ ０ ４年 苏 门答 腊一 安达 曼地 震都 激 发 了全球 规模 的 自由振 荡 。２ １ ０ １ 年 ３月 １ ｔ １ Ｅ 日本 发 生 Ｍ ． ９ ０级 地 震 除 产 生 地 球
局部 运动 的体波 和 面 波 外 ， 激 发 了大 量 的 长周 还
期 自由振 荡 ， 为研 究 地 球 自由振 荡 提 供 了 较好 的
条 件 ， 地震 发 生后 ， 国数 字 地 震 台 网 （ Ｄ Ｎ） 在 中 Ｃ Ｓ 准确 地 记录 到 了这 些 数 据 ， 为提 取 地 球 球 型 自由
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２１ ０ ２年 ３月
防 灾
科
技 学 院 学 报
Ｖｏ ． ４ ， ． １ １ Ｎｏ １
Ｍａ ． ０１ ｒ２ ２
Ｊ ｆＩ ｓｉ ｔ ｆＤｉａ ｔｒＰ ｅ ｅ ｔ ｎ ．ｏ ｔ ｕｅ ｏ ｓ ｓ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｏ
采 用 功 率 谱 方 法 提 取 地 球 自 由振 荡 信 息
在 同类地 球 自由振 荡 的研 究 中 ， 人 做 了一 前 些研 究 ， 同的人 所 采 取 的研 究 方 法 和 利 用 的 地 不 震数 据也 不 尽 相 同 ， 用 中 国 数 字 台 网 （ Ｄ Ｎ） 利 ＣＳ 资料 研 究 地 球 自 由振 荡 的有 万 永 革 等 、 海 于 英等 、 晓枫 等 ， 过 超 导 重 力 仪 的观 测 数 徐 通 据 来研 究地 球 球 形 自 由振 荡 的 有 雷 湘 鄂 等 。 ， 。 通过 Ｊ Ｅ １ 宽频 带数 字地 震仪 的记 录 的数 据 观 Ｏ ．超 测 地球 球 型 振 荡 的有 吕永 清 等 ¨ ， 用 Ｃ Ｓ 利 ＤＮ 台网资 料 、 钻孔 差应 变仪 观测 资料 、 国钻孔 应变 中