青藏高原东北缘背景噪声特征分析.pdf

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1、第37卷第4期地震研究V01．37．No．42014年l0月JOURNALoFSEISM0L0GICALRESEARCH0ct．．2014青藏高原东北缘背景噪声特征分析冰马小军，马禾青，李军，许晓庆，曾宪伟，罗国富(1．中国地震局兰州地震研究所，甘肃兰州73000；2．宁夏回族自治区地震局，宁夏银川750001；3．福建省地震局，福建福州350001)摘要：采用2009年青藏高原东北缘55个数字化宽频带地震台站的垂直分量波形数据，计算了台站间噪声互相关函数，得到了Rayleigh经验格林函数。利用信噪比和归一化平均能量流的方法分析

2、了青藏高原东北缘背景噪声源的方位分布和季节性变化特征。结果表明，5～10S周期噪声源方位分布上较为稳定，不随季节变化，噪声源能量集中在105。～165。方向上，噪声源主要来自于太平洋。l0～20S周期噪声源季节性变化特征明显，夏季的噪声能量主要集中在165。～210。方向上，噪声源来自于印度洋海洋活动；冬季主要集中在300。～350。和165。一210。方向上，噪声能量主要来源于太平洋和北大西洋。关键词：青藏高原东北缘；噪声源；经验格林函数；信噪比；归一化平均能量流中图分类号：P315．3文献标识码：A文章编号：1000—0666

3、(2014)04—0607—07和频散曲线提取的可靠性与稳定性(Derodeeta1．，0引言2003)。因此，有必要研究噪声源的性质和时空分布特征，以减少由于噪声源的不均匀分布和季节已有研究结果表明，利用两个台站记录到的性变化对研究地下速度结构和波速变化时所带来背景噪声进行互相关计算能够得到台站问的经验的误差(Lineta1．，2008)。地震背景噪声在10～格林函数(Weaver，Lobkis，2001；Derodeeta1．，2Os和5～10s存在两个明显的峰值，这两个短周2003；Snieder，2004；Wapenaar

4、eta1．，2004；期带的地震噪声产生机制可能与海浪和海岸的相Rouxeta1．，2005)。Friedrich等(1998)研究表互作用有关。第一微震带(10～20S)为海洋沿岸明背景噪声主要由面波组成，背景噪声互相关提地区的浅部海水受垂直向压力驱动产生，也可能取的主要是面波信号。因此利用背景噪声互相关方是碎浪击打海岸产生的；第二微震带(5～10s)被法提取到的面波格林函数可以开展地壳和上地幔的认为是相同周期、传播方向相反的两列波相互经速度结构研究(Shapiroeta1．，2005；Yangeta1．，过非线性叠加产生的(L

5、onguet—Higgins，1950)。2007；Zhengeta1．，2008；房立华等，2009)和监Stehly等(2006)选取了北美、西欧和坦桑尼亚台测地下介质波速的变化(Brenguiereta1．，2008；网1年的地震背景噪声连续记录数据，基于背景噪Minatoeta1．，2012)。与天然地震方法相比，背景声互相关函数波形的非对称性特征，发现第一微噪声互相关方法不依赖于时问、地点和地震的震带(10～20S)表现出明显的季节性变化特征，分布。噪声能量与海洋深部海水活动有关；第二微震带背景噪声提取格林函数的原理要求

6、噪声源随(5～10S)不随时间演化，能量流的空问分布表现机均匀分布，但是实际上不同周期的噪声源空间明显的方向性，分析认为噪声信号能量主要来源方位上各向异性明显(Pedersen，Krtiger，2007)，于海岸线附近，并且证实地震噪声是由海浪和海且在分布时间上表现为一定的季节性变化特征，岸的非线性相互作用产生。Yang和Ritzwoller因此噪声源呈现非均匀分布(Stehlyeta1．，(2008)用信噪比的方法分析认为欧洲、南非、北2006)。噪声源的这种非均匀分布会影响格林函数美和亚洲地区的两个微震带的噪声源能量方向都收稿

7、日期：2014—03—20．基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(专题七2012BAK19B01—07)和地震科技星火计划项目(XH14051YSX，XH13024Y)联合资助．第4期马小军等：青藏高原东北缘背景噪声特征分析609得到更高信噪比的格林函数。时域归一化主要采用滑动绝对平均归一化方法(Running—absolute—mean3青藏高原东北缘背景噪声特征分析normalization)，频域归一化方法就是首先通过快速傅里叶变换得到振幅谱，然后对振幅谱进行归一化3．1信噪比方法分析噪声分布特征处理，最后傅里叶反变换到

8、时域。频域归一化不仅本文分别利用青藏高原东北缘冬季(2009年1拓宽了背景噪声的频谱，而且消除了单频信号的干～3月和10～12月)和夏季(2009年4～9月)噪声互相关函数进行叠加计算得到经验格林函数，扰。然后计算所有台站对每天的互相关函数，最后分