转换波分析

✍ dations ◷ 2025-06-08 04:58:00 #地球物理学,地震学

在地震学与地球物理学中,转换波分析(英语:Converted-wave Analysis)是指分析地震波波相转换的科学。当地震波入射到介质界面时,会同时产生反射横波、反射纵波、透射横波、透射纵波等不同的波相,这些波就称为转换波,也就是C波(英语:Converted-wave),转换波分析就是探讨此间的过程、分析转换结果,并应用于地球物理学或地球物理勘探的科学。

当地震发生时,地震波会被向外发射进入地球深处。当地震波的行进遇到介质不连续的地方,例如固液界面或任何岩石密度有显著改变的地方时,震波造成的质点的振动方式就有可能发生改变。在地球中许多不连续特别明显的地域(例如地幔与外地核的边界),振动方式的改变甚至明显到让一部分的纵波变成横波、让一部分的横波变成纵波。

转换波分析理论最出现于各教科书的应用就是他对于地核中P波—S波转换的解释。地球上,地质不连续最显著的地方就是地幔(固体)—外地核(液体)及外地核(液体)—内地核(固体)的边界。这是因为地震波中包含的S波是横波,无法存在于液体的外地核,故地震波若欲向下传播,在这两种界面上,要先让S波从有到无,再由无到有。而这之中,所有能量移转都要以C波先将S波能量“寄放”于P波中来呈现。关于C波转换的原因,以下是目前通行理论的解释:

当P波行进,遇到不同介质的交界面时,如果不是以90度角直射,都会一定程度上造成界面质点垂直和平行两种方向的运动。这种复合式的运动的震动对从正上方的观察者来看,等价于垂直界面方向的“SV波”和平行界面方向的“SH波”两种“S波”的叠合。SH波的质点运动在通过界面后不会有任何的变化,但倘若SV波再遇到一次界面,则其造成的质点运动会是垂直的,所以又可以等价为P波。因此,地震波在地下行进时,会出现P波变成S波、S波变成P波的现象。

地震波的这种互相转换特性在地球物理上具有重大意义。因为地球的外地核是液态的,从地幔进入的S波无法在其中活动,罔论穿越这层障碍,但是科学家却又在地球的内地核中检测出了S波活动的迹象。目前通行的解释是这种S波是由P波在内外地核的交界上转换形成的,P波得以穿过外地核。然而从P转为SV再转回P波的能量衰减非常大,如何去量度与证明理论的正确性,仍然是地震学家们争论的议题。

关于转换波分析的研究,虽然资料采集和资料分析虽然比一般的地球物理转性方法困难,但是研究C波也能为人类的科学带来许多贡献。以下列举一些常见的转换波分析的应用:

相关

  • 中心静脉压中心静脉压(CVP)(英语:central venous pressure)指的是右心房和胸腔内大静脉的血压。正常值为4~12cmH2O。中心静脉压的大小取决于心脏射血能力和静脉回心血量之间的相互关系。若
  • 希罗多德希罗多德(古希腊语:Ἡρόδοτος),前5世纪(约前484年-前425年)的古希腊作家,他把旅行中的所闻所见,以及波斯阿契美尼德帝国的历史纪录下来,著成《历史》一书,成为西方文学史上第一
  • 阿伊努语阿伊努语(阿伊努语假名:.mw-parser-output .jis2004font{font-family:"源ノ角ゴシック JP Normal","源ノ角ゴシック JP","Source Han Sans Normal","Source Han Sans","NotoSa
  • 广州管圆线虫广东住血线虫(学名: Angiostrongylus cantonensis)是住血线虫属的一种寄生虫,因为生活周期中会寄生在老鼠肺部,所以又叫鼠肺虫(英语:Rat lungworm),可引起的病名称为广州管圆线虫病,病
  • 詹姆斯二世及七世婚生子女:玛丽二世安妮詹姆斯·弗朗西斯·爱德华·斯图亚特路易莎·玛丽亚·特雷莎·斯图亚特詹姆斯二世(苏格兰称为詹姆斯七世,James II and VII,1633年10月14日-1701年9月16日),1
  • 专业协会专业协会(Professional association),或日行业协会、专业团体,专业组织、专业法人,是“一群从事学术职业的人被委托维持对职业合法行为的控制或监督;”“代表专业人员的利益”的组
  • 两西西里王国两西西里王国(那不勒斯语:Regno d’’e Doje Sicilie;西西里语:Regnu dî Dui Sicili;意大利语:Regno delle Due Sicilie;西班牙语:Reino de las Dos Sicilias)是1816年至1861年存在
  • 清华大学经济管理学院清华大学经济管理学院,简称经管学院,是清华大学下属学院,正式成立于1984年。该学院是中国经济学年会理事单位之一。经管学院的历史可以追溯到1926年清华大学经济系的创立。1928
  • 脱氧腺苷二磷酸去氧腺苷二磷酸(Deoxyadenosine diphosphate,dADP)是一种与腺苷二磷酸相似的核苷酸,在五碳糖2号碳上的-OH基被氢原子取代。含有两个磷酸根、一个碱基腺嘌呤,以及五碳糖。
  • 阿伦尼乌斯常数阿伦尼乌斯常数是阿伦尼乌斯方程中的重要参数。在阿仑尼乌斯方程中的A,如下 :其单位与其中的反应速率常数k一致。此方程最早由荷兰化学家范特霍夫在1884年根据实验结果归纳得