臺陣數據處理方法簡介

? ? 參考文獻：?嚴鋒, 靳平, & 范廣超. (2005). 聚束及f-k分析法在地震臺陣數據處理中的應用. 陜西地球物理文集.

1 波形聚束法 Beamforming

????波形聚束可壓低噪聲，提高信噪比，便于對微弱信號的檢測

2 頻率-波數譜分析 F-K Analysis

????頻率-波數譜分析(即f-k分析)，可以得到準確的方位角和慢度值，這兩個參數對于震相的識別、關聯和定位具有重要價值。

? ??

SAC 腳本實現

1 波數譜圖的理解

? ? 在做 f-k 分析前，先理解《The Seismic Analysis Code: A primer and User's Guide》中給的例圖含義。

? ? 圓心：臺陣的中心臺站位置

? ? 等值線： 能量強度。密集說明此處有某一明顯震相

? ? 角度：反方位角（相對臺站來說）。此圖中信號在中心臺站接近正北方向，也即反方位角接近0

? ? 徑向：波數。最外圈為0.045。

? ? 其中 波數K = 頻率f * 慢度p（單位 s/km）

? ? 某一震相，其慢度是一定的，但是含多種頻率分量，這也就造成了在波數譜上震相的形態是一團。

? ? 為什么要畫這么一張圖呢？第一，確定信號（震源）的方位。第二，確定震相。因為震相的波數我們可以從這張圖讀出，而震相的頻率可以在原始波形數據做FFT后得到，相除即得震相的慢度，與理論的慢度比較從而確定震相。

2 SAC 下 F-K 分析步驟

? ? 查閱 SAC 下的 bbfk 命令，其實相當簡潔。但是首先要快速確定最外圈波數的范圍，選取不當無法觀察到能量集中區域。

? ? 篩選原始地震臺站數據，去掉距離太遠、信噪比低的臺站數據，濾波（比如遠震0.05Hz-0.5Hz）。

計算震相理論慢度

? ? 用 Taup 計算震相的理論慢度。注意單位換算。以我自己的數據為例： 7.123 s/deg = 7.123/111.11 s/km = 0.064 s/km

確定震相的主頻率

? ? 向臺站數據寫入地震事件信息，按P波對齊后 sumstack，保存為 sum.SAC。這里只用到 -10 到 60s 的數據。

# P 波對齊后 sac << SUM r *.SAC sss timewindow -10 60 sumstack writestack sum.SAC qs q SUM

????并對 sum.SAC 的各個震相進行 FFT 分析。以 P 波為例，時間窗口約 5 到 20s?

sac << P cut 5 20 r sum.SAC fft xlim 0.02 5 xdiv number 5 title "Amplitude spectra (P)" xlabel "Frequence (Hz)" ylabel "Amplitude" loglog fileid off qdp off plot2 saveimg P.ps q P

? ?其幅度譜如下，主頻在 0.2Hz 左右

確定震相波數范圍

? ? P 波的波數大約為 0.064 s/km * 0.2 Hz = 0.128 /km，那么最外圈波數可取 0.15 。

bbfk 命令做 F-K 分析

? ? F-K 分析使用的臺站數據不需要寫入地震信息。F-K 分析的目的就是直接根據不同臺站的波形數據反推事件方位。

sac << BBFK cut 520 600 r *.SAC bbfk filter off wave 0.015 pds exp 2 norm levels 20 size 240 140 title "AK F-K Analysis" saveimg bbfk.ps q BBFK

????參數含義請查看 sac 手冊或 sac 下輸入 help bbfk。

? ? 更進一步，不是地震信號應該也可以做利用 sac 做 F-K 分析，只要將原信號先轉換成 SAC 格式就行。

????

?????

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SAC下实现地震波的频率分析、聚束及f-k分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。