利用高性能大規(guī)模計算平臺進(jìn)行三維地震波模擬及各向異性反演.pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單核心的超級計算機(jī)已經(jīng)逐漸退出人們的視野，被越來越多的廉價并行計算機(jī)所取代。并行計算技術(shù)的逐漸壯大為科技、工業(yè)、生活帶來了翻天覆地的變化。地球物理行業(yè)一直依賴于大規(guī)模計算技術(shù)的發(fā)展，本文選擇了地震學(xué)中最典型的兩個問題，借助中國地震局蘭州地震研究所的計算機(jī)集群，開展了關(guān)于地震波正反演的研究工作。
　　本文的第一部分工作是運(yùn)用譜元法研究地震波的正演模擬。震后的災(zāi)害評估一直是地震局所關(guān)心的問題，對于臺站稀少的地區(qū)，

2、想要在震后根據(jù)臺站記錄勾畫出峰值分布變得異常困難。本文研究了譜元法的基本原理，借助普林斯頓大學(xué)的SPECFEM程序，以岷縣漳縣地震為例，展示了三維全波形地震波模擬對災(zāi)害評估的可行性。建立這樣的模擬平臺不僅僅可以用于災(zāi)后模擬評估，也可以用于破壞的預(yù)估計，為城市規(guī)劃做出貢獻(xiàn)。
　　本研究的第二部分工作，也是本論文的重點，是關(guān)于地殼各向異性的研究。長期以來，人們把工作的重心放在上地幔，而忽略地殼的各向異性。一方面是由于地殼的各向異性極其

3、復(fù)雜，另一方面是由于將研究上地幔各向異性的方法移植到地殼研究時會遇到困難。本文詳細(xì)的對比了三種利用接收函數(shù)研究地殼各向異性的方法.由于加權(quán)疊加法和橫波分裂法在研究分層傾斜對稱軸各向異性問題時均存在局限性，本文重點以波形反演法展開研究。本文分析了各向異性參數(shù)和傾斜界面對波形的影響，并通過數(shù)值實驗研究了反演的可靠性，提出通過二次反演改善反演結(jié)果的方法。本文的反演代碼根據(jù)raysum程序和鄰域算法重新構(gòu)建，并在程序中加入H-k約束，保證結(jié)果模

4、型的有效性。
　　文章的最后以青藏高原東北緣的16個臺站5年的資料為研究對象，嘗試著揭開青藏高原復(fù)雜的動力學(xué)機(jī)制。通過對接收函數(shù)反演，發(fā)現(xiàn)在中下地殼確實存在著S波的低速層，這與中下地殼部分熔融的學(xué)說較為吻合。根據(jù)反演結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)上地殼各向異性基本滿足裂隙成因假說。如果中下地殼流的假說成立，那么可以很好的解釋本研究得到的中下地殼各向異性快軸的分布(東北緣地區(qū)，在中地殼受到相鄰板塊的阻攔，在下地殼沿北東方向溢出)。本文的研究尚處于起