基于中国及美国地震台阵资料的远震SH波噪声源特征研究

The study on composition and generation mechanism of microseisms ,especially the transversely polarized components plays an important role on imaging the earth's interior structure using Rayleigh and Love ambient noise tomography. The models that ocean waves excite microseismic energy mainly produce a near-vertical single force which is difficult to effectively generate transversely polarized microseisms (e.g. Love wave and SH wave). However, the prevalence of transversely polarized microseisms has since been observed across a wide range of period bands. Consequently, we should do further research on the source location and generation mechanism of the transversely polarized energy in the ambient noise. Teleseismic SH wave has been taken as an ideal method to study these transversely polarized microseisms because its Green's function is relatively simple and the propagation path is less affected by the 3-D mantle structure. In this study, we try to obtain more accurate and robust source location of teleseismic SH microseisms with higher resolution and characterize its seasonality through backprojecting the transverse component of ambient noise seismic wavefield recorded by both ChinArray and USArray during the period of October 2013 through July 2015. Meanwhile ,the results from backprojection will be confirmed by the newly developed CLEAN-PSF-FK processing. We also try to document the possible SH excitation mechanisms that could provide new clues to further study on love wave microseisms . Furthermore, the expected results can also provide essential information to improve love wave ambient noise tomography.

地球背景噪声的组成、尤其是其中水平切向极化成分及其激发机理的研究对更有效地利用Rayleigh波，Love波背景噪声进行地球内部结构成像工作具有重要意义。目前海浪激发背景噪声的模型主要产生垂向的单力源，难以有效激发水平切向极化的噪声信号（如Love波，SH波），但是这些信号在不同周期范围内均被观测到，因此需要对其激发机理及源区进行研究。远震SH波传播路径受地幔三维结构影响较小，其格林函数相对简单，因此是研究水平切向极化的地震背景噪声源的一个理想手段。本研究拟利用远震体波反投影方法和改进的频率波数域分析法对ChinArray和USArray两个大孔径密集台阵在2013年9月-2015年7月期间记录到的资料进行处理。通过双台阵约束来获得研究区域更为准确、稳健且分辨较高的远震SH波噪声源位置及其时间演化特征，并给出远震SH波噪声源的可能激发模型，进而为背景噪声源中的Love波成分研究提供新索。

地球背景噪声的组成、尤其是水平切向极化成分及其激发机理的研究对更有效地利用Rayleigh波，Love波背景噪声进行地球内部结构成像工作具有重要意义。目前海浪激发背景噪声的模型主要为垂向的单力源，难以有效激发水平切向极化的噪声信号（如Love波，SH波），但是这些信号在不同周期范围内均被观测到，因此需要对其激发机理及源区进行研究。远震SH波格林函数相对简单，是研究水平切向极化的地脉动噪声信号的一个理想手段。本研究收集了中国科学台阵探测II期（ChinArray）和美国TA台阵（USArray）在2014年1月-2015年12月期间的三分量连续波形记录，基于三分量远震体波反投影技术，对全球尺度范围的远震P、SV、SH波地脉动信号的可探测性及其源区位置进行了较为全面、系统地研究，取得的重要结果及相应的科学意义如下：.⑴基于ChinArray数据不仅有效提高了远震SV、SH波已知源区的精准性和分辨，还探测到了由西太平洋台风事件激发的SV、SH波地脉动，给出了除北大西洋冰岛附近和北太平洋阿留申群岛附近之外的S波地脉动的第三个源区。该研究结果为探讨其它水平切向极化的地震背景噪声信号如SH波和Love波的产生机理提供了新线索，为以台风作为信号源进行地震空区地下速度结构成像奠定了基础。.⑵基于USArray数据的探测结果显示USArray无法探测到SV和SH波地脉动，原因是USArray台间距过大（约为ChinArray的两倍），限制了其对远震S波地脉动等弱信号的探测能力。研究结果说明了加密观测对弱信号识别的重要性，对今后台阵合理布设具有较高的指导意义。.⑶基于中、美双台约束有效提高了P波噪声源测定的精准性和分辨，给出了P波时空分布特征。在进行面波噪声成像时，可通过扣除特定方位噪声源对面波频散测量的偏差以提高传统面波成像的质量和精准性。.⑷基于全球13个三分量台阵对远震P波和S波地脉动信号进行了探测和源区测定，为下一步进行体波噪声成像工作奠定基础。