陈晓非院士团队在漏能振型观测方面取得研究进展

近日，南方科技大学地球与空间科学系主任、中国科学院院士陈晓非课题组在漏能振型的频散观测上取得系列重要成果，并先后在地球科学领域权威期刊Geophysical Research Letters上连续发表两篇相关学术论文，其中一篇被选为美国地球物理学会研究热点（AGU Research Spotlight）。 

频散（色散）是指波在不同频率具有不同的传播速度，将不同频率下不同的速度连成线即为频散曲线。频散曲线反演是地震学探测地球内部结构的重要技术手段。传统的频散曲线通常都是指从Rayleigh或者Love面波中提取出的本征振型频散曲线。除了占据地震波中主要能量的本征振型之外，弱能量的漏能振型也具有频散的现象。陈晓非院士课题组在近期提出的频率-贝塞尔变换法的基础上（该方法可以有效提升面波频散提取的阶数和质量），相继报道了首次从地震波记录和背景噪声互相关中提取高阶漏能振型频散。不同于本征振型频散曲线主要对地球内部S波速度结构敏感，漏能振型频散曲线可以有效地提供对地球内部P波速度结构的约束。

在题为“Constraints on Crustal P Wave Structure With Leaking Mode Dispersion Curves”的论文中，研究人员成功地通过频率-贝塞尔变换法从2008年内华达地震中提取出了多阶漏能振型频散曲线，并通过敏感性分析指出，提取出的高阶漏振型频散曲线可以提供有效的地球内部P波速度结构的约束。陈晓非院士课题组博士后李正波为论文第一作者，陈晓非为通讯作者，南科大是论文第一单位。

图1. 从2008年内华达地震中观测到的漏能振型频散曲线。

在题为“Multiple Leaking Mode Dispersion Observations and Applications From Ambient Noise Cross‐Correlation in Oklahoma”的论文中，研究人员在地震记录漏能振型提取的基础上，进一步报道了密集台阵背景噪声互相关中漏能振型的提取。背景噪声互相关技术是地震学近二十年来最重要的进展之一，它使得地震学家将地震仪记录到的长期噪声信号转变为有用的地震信号，从而让地下结构探测不再依赖于地震的发生或人工震源。该项研究证实了背景噪声互相关信号中存在漏能振型，并基于提取出的漏能振型反演得到可靠的地下P波速度结构。该研究被选为美国地球物理学会研究热点，相关报道刊载在美国地球物理学会科学新闻网站。李正波为论文第一作者，陈晓非和李正波为通讯作者，南科大是论文第一单位。

图2. 从LASSO密集台阵中观测到的本征振型和漏能振型频散曲线。

相关研究得到了国家自然科学基金、深圳市重点实验室、深圳市科技计划等的资助。（来源：南方科技大学）