宁夏及其邻区背景噪声能量来源方位及强度的季节性变化分析.pdf

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1、第36卷第1期地震地质Vo1．36．NO．12014年3月SEISMOLOGYANDGEOLOGYMar．．2014doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2014．O1．007宁夏及其邻区背景噪声能量来源方位及强度的季节性变化分析谢晓峰杨微’李俊林建民王伟涛’姚琳吕俊强1)宁夏回族自治区地震局，银川7500012)中国地震局地球物理研究所，地震观测与地球物理成像实验室，北京1000813)浙江省地震局，杭州3100134)浙江海洋学院，舟山3160005)中国科学院测量与地球物理研究所，大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉

2、430077摘要由背景噪声互相关重建格林函数的技术已在地震学中得到了广泛应用，对背景噪声能量的空间分布、强度的季节变化的研究有利于认识噪声互相关函数对格林函数的收敛性。文中利用宁夏及其周边地区33个宽频带台站2008年1月至2012年11月垂直分量的连续记录，计算了两两台站间的互相关函数，并对该地区5～10s及10～20s的背景噪声能量的优势方位及强度随季节的变化进行了分析。结果表明，5～10s的能量主要来自于中国东部的海岸线，其强度具有明显的季节性变化；10～20s的噪声能量不仅强度具有季节性的变化，其优势方向也随季节具有明显变化，受到多个大洋

3、的交替影响。研究表明，宁夏及其邻区的背景噪声场具有较为复杂的特征，在进行后续研究时要予以充分考虑。关键词背景噪声季节性变化优势能量中图分类号：P315．61文献标识码：A文章编号：0253-4967(2014)01-0080—10O引言自从Shapiro等(2005)从背景噪声互相关函数(NoiseCross-correlationFunction，NCF)中得到面波频散信息并用于成像研究之后，噪声互相关技术得到了广泛应用。研究者利用NCF进行面波群速度、相速度成像，进而获取s波速度乃至各向异性信息(Yangeta1．，2007；Yaoeta1．

4、，2008；Lineta1．，2009；房立华等，2009；李昱等，2010；Zhengeta1．，2011；)。同时，NCF也被用来监测地下介质的波速变化(Brenguiereta1．，2008a，b；刘志坤等，2010；赵盼盼等，2012)。近年来，NCF中信号的振幅信息也被用来研究台站响应及介质的衰减特性(Prietoeta1．，2009；Lineta1．，2011)。背景噪声互相关技术在地震学中得到了越来越多的应用。[收稿日期]2013-04-18收稿，2013-O8—19改回。[基金项目]中国地震局科技星火计划(XH12052，XH12

5、022Y)、国家自然科学基金(41104027，41374070)和大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGED201353E)共同资助。通讯作者：杨微，男，助理研究员，在职博士研究生，E—mail：weiyangO5@163．(3om。1期谢晓峰等：宁夏及其邻区背景噪声能量来源方位及强度的季节性变化分析81随着研究的深入，研究人员发现背景噪声源的特征并不满足在三维介质中均匀随机分布的假设。大部分的噪声源仅分布于地球的表面，同时噪声源也具有特定的空间优势分布，而且其分布和强度还具有明显的季节性变化(Stehlyeta1．，2006；K

6、edareta1．，2008)。噪声源的非均匀分布和季节性变化使得NCF并不完全收敛于2个台站间的格林函数。由于大部分面波型噪声源分布于地球表面，等效于二维的分布，因此在利用NCF中的面波信号进行相速度测量时，会引起的相位差(Yaoeta1．，2009；Tsai，2009)。即便二维等效的噪声源也不是随方位角均匀分布的，这使得在NCF中正负半轴面波信号的强度一般有较大差异(Ste—hlyeta1．，2006)。而且在测量频散曲线时，这种非均匀性也会导致微小的误差，不易消除(朱良保等，2011)。噪声源的分布和强度往往具有季节性的周期变化，这种变化

7、在较长时间尺度内等效于噪声源的均匀分布，有助于NCF的收敛。但较短时间尺度内，会导致NCF中的波形产生非介质原因引起的变化，会对波速变化的测量造成影响(Yangeta1．，2008)。这使得基于NCF的波速变化监测转而利用尾波信号并利用多条路径平均以提高精度(Brenguiereta1．，2008a，b)。噪声源的这种季节性变化导致一个区域内背景噪声能量的强度和方位发生变化，因此可以通过分析噪声能量的特征来获取噪声源的特定信息。目前利用的方法主要有通过NCF正负半轴面波信号强度的不对称性及信噪比，通过分析背景噪声背景能量流以及利用基于台阵的互谱慢

8、度分析等(Stehlyeta1．，2006；Yangeta1．，2008；鲁来玉等，2009)。这些研究不仅确认了背景噪声源的季节性变化