Отправить статью по E-mail Сейсмические волновые поля в сферически-симметричной Земле с высокой детальностью. Аналитическое решение
- Авторы: Фатьянов А.Г.1, Бурмин В.Ю.2
-
Учреждения:
- Институт вычислительной математики и математической геофизики, Сибирское отделение Российской Академии наук
- Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Российской Академии наук
- Выпуск: Том 514, № 2 (2024)
- Страницы: 315-321
- Раздел: СЕЙСМОЛОГИЯ
- Статья получена: 12.09.2024
- Статья одобрена: 12.09.2024
- Статья опубликована: 12.09.2024
- URL: https://bakhtiniada.ru/2686-7397/article/view/263719
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739724020155
- ID: 263719
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Получено аналитическое решение для сейсмических волновых полей в сферически-симметричной Земле. Для устойчивого вычисления волновых полей используется асимптотика. Показано, что классическая асимптотика в случае высоких частот дает погрешность в решении. Для эффективного вычисления решения без погрешностей с высокой детальностью используется оригинальная асимптотика. Создана программа, позволяющая проводить расчеты для высокочастотных (1 герц и выше) телесейсмических волновых полей в дискретном (слоистом) шаре планетарных размеров. Расчеты можно осуществлять на персональных компьютерах с распараллеливанием OpenMP. В работах В. Ю. Бурмина (2010, 2019) предложена сферически-симметричная модель Земли. Она характеризуется тем, что в ней внешнее ядро обладает вязкостью и, следовательно, эффективным модулем сдвига, отличным от нуля. Для этой модели Земли проведен расчет с высокой детальностью с несущей частотой в 1 герц. В результате аналитического расчета обнаружено, что впереди PKP-волн возникают высокочастотные колебания небольшой амплитуды, так называемые “предвестники”. Аналитический расчет показал, что теоретические сейсмограммы для этой модели Земли во многом похожи на экспериментальные данные. Это подтверждает правильность идей, положенных в основу ее построения.
Полный текст
Об авторах
А. Г. Фатьянов
Институт вычислительной математики и математической геофизики, Сибирское отделение Российской Академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: fat@nmsf.sscc.ru
Россия, Новосибирск
В. Ю. Бурмин
Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Российской Академии наук
Email: burmin@ifz.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М: Наука. 2004. 798 с.
- Фатьянов А. Г. Полуаналитический метод решения прямых динамических задач в слоистых средах // ДАН. 1990. Т. 310. № 2. С. 323‒327.
- Фатьянов А. Г., Бурмин В. Ю. Кинематика волновых полей в шаре // Геофизические процессы и биосфера. 2021. Т. 20. № 1. С. 61‒67.
- Фатьянов А. Г., Бурмин. В. Ю. Возникновение предвестников PKP-волн в радиально-симметричной слоистой Земле // ДАН. 2019. Т. 489. № 1. С. 84‒88.
- Wenbo Wu, Sidao Ni, Zhongwen Zhan, Shengji Wei. An SEM-DSM three-dimensional hybrid method for modelling teleseismic waves with complicated source-side structures // Geophysical Journal International. 2018. V. 215. Issue 1. P. 133–154.
- Hao Shen, Xiaotian Tang, Chao Lyu, Liang Zhao. Spatial- and temporal-interpolations for efficient hybrid wave numerical simulations // Frontiers in Earth Science, Sec. Solid Earth Geophysics. 2022. V. 10.
- Бурмин В. Ю. Строение мантии и ядра Земли по данным сейсмических станций мировой сети // Геофизические исследования. 2010. Т. 11. Спецвыпуск. С. 41‒71.
- Бурмин В. Ю. Некоторые обратные задачи сейсмологии. Теория, эксперименты, результаты – Москва. “Наука”. 2019. 277 с.
- Аки К., Ричардс П. Количественная сейсмология. М.: Мир. 1983. 880 с.
- Shanjie Zhang, Jian-Ming Jin. Computation of special functions. John Wiley. 1996. 717p.
- Керимов М. К., Скороходов С. Л. О некоторых асимптотических формулах для цилиндрических функций Бесселя // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1990. Т 30. № 12. С. 1775–1784.
- Kennett B. L.N., Engdahl E. R., Buland R. Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes // Geophys. J. Int. 1995. No. 122. P. 108–124.
Дополнительные файлы
