Выявление дрейфа часов в сейсмических записях и определение временных сдвигов для сети станций
https://doi.org/10.18303/2619-1563-2022-1-134
Аннотация
В записях автономных сейсмологических станций нередко встречаются некорректные записи их собственного времени, вызванные дрейфом кварцевых часов прибора. В данной работе предложена методика обнаружения подобных ошибок времени для сети сейсмических станций, основанная на анализе кросс-корреляционных функций сейсмического шума с применением инверсии Монте-Карло с цепями Маркова без использования эталонного сигнала. Предложенная методика была апробирована на данных временной сейсмической сети, установленной на острове Парамушир в 2021–2022 гг., для которых были успешно определены временные сдвиги и внесены поправки в кросс-корреляционные функции.
Ключевые слова
При поддержке: Выражаем благодарность КФ ФИЦ ЕГС РАН за предоставление данных с постоянной сейсмической станции SKR. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 22-27-00374.
Об авторах
Н. Н. Беловежец
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/belovezhetsnn
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Инженер лаборатории сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: шумовая сейсмическая интерферометрия, поверхностно-волновая томография.
Я. М. Бережнев
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/berezhnevym
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Инженер лаборатории сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: пассивная сейсмическая интерферометрия, мониторинг изменений сейсмических скоростей.
А. В. Яковлев
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/jakovlevav
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: алгоритмы сейсмической томографии, сейсмология вулканов, геодинамика зон коллизии и субдукции, планирование и установка временных сетей сейсмических станций.
С. С. Абраменков
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/abramenkovss
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирский государственный университет
Россия
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник лаборатории сейсмической томографии ИНГГ СО РАН. Основные научные интересы: вулканическая сейсмичность, обработка сейсмических данных, анализ когерентности волнового поля.
И. Ф. Абкадыров
http://www.ipgg.sbras.ru/ru/institute/staff/abkadyrovif
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук
Россия
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук
Россия
630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3
Инженер лаборатории сейсмической томографии ИНГГ СО РАН. Основные научные интересы: микросейсмическое зондирование, сейсмология вулканов, планирование и установка временных сетей сейсмических станций.
Список литературы
1. Bensen G.D., Ritzwoller M.H., Barmin M.P., Levshin A.L., Lin F., Moschetti M.P., Shapiro N.M., Yang Y. Processing seismic ambient noise data to obtain reliable broad-band surface wave dispersion measurements // Geophysical Journal International. – 2007. – Vol. 169 (3). – P. 1239–1260, doi: 10.1111/j.1365-246X.2007.03374.x.
2. Ermert L., Sager K., Afanasiev M., Boehm C., Fichtner A. Ambient seismic source inversion in a heterogeneous Earth: theory and application to the Earth’s hum // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. – 2017. – Vol. 122 (11). – P. 9184–9207, doi: 10.1002/2017JB014738.
3. Hable S., Sigloch K., Barruol G., Stahler S.C., Hadziioannou C. Clock errors in land and ocean bottom seismograms: high-accuracy estimates from multiple-component noise cross-correlations // Geophysical Journal International. – 2018. – Vol. 214. – P. 2014–2034, doi: 10.1093/gji/ggy236.
4. Hastings W.K. Monte Carlo sampling methods using Markov Chains and their applications // Biometrika. – 1970. – Vol. 57 (1). – P. 97–109, doi: 10.1093/biomet/57.1.97.
5. Larose E., Derode A., Campillo M., Fink M. Imaging from one-bit correlations of wideband diffuse wave fields // Journal of Applied Physics. – 2004. – Vol. 95 (12). – P. 8393–8399, doi: 10.1063/1.1739529.
6. Moreau L., Stehly L., Boué P., Lu Y., Larose E., Campillo M. Improving ambient noise correlation functions with an SVD-based Wiener filter // Geophysical Journal International. – 2017. – Vol. 211. – P. 418–426, doi: 10.1093/gji/ggx306.
7. Paitz P., Sager K., Fichtner A. Rotation and strain ambient noise interferometry // Geophysical Journal International. – 2019. – Vol. 216. – P. 1938–1952, doi: 10.1093/gji/ggy528.
8. Sabra K.G., Gerstoft P., Roux P., Kuperman W.A. Surface wave tomography from microseisms in Southern California // Geophysical Research Letters. – 2005. – Vol. 32 (14). – P. L14311, doi: 10.1029/2005GL023155.
9. Sens-Schönfelder C. Synchronizing seismic networks with ambient noise // Geophysical Journal International. – 2008. – Vol. 174 (3). – P. 966–970, doi: 10.1111/j.1365-246X.2008.03842.x.
10. Shapiro N.M., Campillo M., Stehly L., Ritzwoller M.H. High-resolution surface-wave tomography from ambient seismic noise // Science. – 2005. – Vol. 307 (5715). – P. 1615–1618, doi: 10.1126/science.110833.
11. Snieder R. Extracting the Green’s function from the correlation of coda waves: A derivation based on stationary phase // Physical Review E. – 2004. – Vol. 69. – P. 046610, doi: 10.1103/PhysRevE.69.046610.
12. Stehly L., Campillo M., Shapiro N.M. Traveltime measurements from noise correlation: stability and detection of instrumental time-shifts // Geophysical Journal International. – 2007. – Vol. 171 (1). – P. 223–230, 10.1111/j.1365-246X.2007.03492.x.
13. Tarantola A. Inverse problem theory and methods for model parameter estimation. – SIAM, Philadelphia, 2005. – 333 p.
14. Taylor G., Hillers G. Estimating temporal changes in seismic velocity using a Markov chain Monte Carlo approach // Geophysical Journal International. – 2020. – Vol. 220 (3). – P. 1791–1803, doi: 10.1093/gji/ggz535.
15. Wapenaar K. Retrieving the elastodynamic Green’s function of an arbitrary inhomogeneous medium by cross correlation // Physical Review Letters. – 2004. – Vol. 93. – P. 254301, doi: 10.1103/PhysRevLett.93.254301.
Рецензия
Для цитирования:
Беловежец Н.Н., Бережнев Я.М., Яковлев А.В., Абраменков С.С., Абкадыров И.Ф. Выявление дрейфа часов в сейсмических записях и определение временных сдвигов для сети станций. Геофизические технологии. 2022;(1):134-142. https://doi.org/10.18303/2619-1563-2022-1-134
For citation:
Belovezhets N.N., Berezhnev Y.M., Jakovlev A.V., Abramenkov S.S., Abkadyrov I.F. Detection of clock errors in seismic records and estimation of time shifts for a seismic network. Russian Journal of Geophysical Technologies. 2022;(1):134-142. (In Russ.) https://doi.org/10.18303/2619-1563-2022-1-134
Просмотров:
316
Послать статью по эл. почте 