体波(在某种程度上),尤其是表面波分散传播过程中的特性。在Christopher Liner博士的书中[地震散度要素(2012)],这种现象很快被归结为传播地震能量频率相关。我听过这句话很长时间了,但我仍然不确定如何将其可视化或量化,以便真正理解这一现象。
的确,为什么不能把它说成是wavelength-dependent吗?此外,对于面波和体波,导致/产生地震频散的主要因素是什么?
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注册加入这个社区吧时间、频率、波长和波数彼此密切相关。
我们的波长与频率f和岩石内的速度v直接相关。和f是波的性质。V是一种岩石性质。方程是= v / f,所以在“依赖”的意义上,所有依赖于lambda的东西都同样依赖于频率。毕竟这只是倒数。
$$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{速度}{频率}=波长$$
让我们建立一些直觉。由于没有其他地方,色散就一直挤在v里。以普通砂岩为例,有一些普通孔隙。我们可以发送很多波长的波。想象一下,波的波长刚好小于小孔的大小(约1毫米)。这种波将“看到”与波长约为1厘米的波非常不同的岩石。这个波长能看到非常不同的岩石,而1m波长的波看不到任何孔隙。这种波动甚至可能平均分布在几个不均匀的岩层上。这种现象称为表观色散。
这是从在这里。
此外,岩石基质本身具有色散特性,这是一种奇特的说法,即一些波更容易通过岩石本身。现在我们进入物理学有趣的部分。这部分我们必须放弃“简单的物理”。我们总是假设地震波在穿过岩石时产生无限小的弹性变化。对于地震离散度,它已经不管用了。我们必须考虑弹性行为。这也导致了各向异性。最后,它与地震衰减有关。
我们用无弹性来回答这个问题。基本上,这意味着某些变形是不可逆的。频率越大,波长越小,就越容易在地球上分散。大多数机械波是通过颗粒处的摩擦界面传播的。胶结良好的岩石比松散的岩层更有“弹性”。当岩石在所有尺寸尺度上响应相似时,小波长的传输更类似于长波。这就是胶结作用的情况,因为硬化晶粒的行为更像它们所在的坚硬层。如果颗粒只是通过摩擦传递较小的波长,那么较大的波长的表现就会非常不同,因为大多数大规模地质不太依赖摩擦来将岩石结合在一起。
最简单的类比是棱镜。你用白光照射棱镜,使颜色分离。这是由于入射波的折射与波长有关(或与频率有关)。白光在棱镜中被分解成所有波长,从而产生颜色的分离。你可以在地震数据中观察到同样的情况。而不是一个很好的聚焦的“地震光束”,光束根据其波长沿接收器表面分散,就像棱镜一样。
看看Chris Liner博士对地震离散度的出色研究: