趙 琳 安美建， 沈旭章 代光輝 田建雄

1）中國北京100081中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所

2）中國蘭州730000甘肅省地震局

3）中國北京100045中國地震臺網(wǎng)中心

云南地區(qū)的背景彈性波場分析

趙 琳1）安美建1），沈旭章2）代光輝3）田建雄1）

1）中國北京100081中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所

2）中國蘭州730000甘肅省地震局

3）中國北京100045中國地震臺網(wǎng)中心

利用云南省地震臺網(wǎng)44個臺站記錄的2008年1—9月連續(xù)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行互相關(guān)計算，得到了臺站間的格林函數(shù)，并獲取對應(yīng)的頻散曲線，據(jù)此分析了該地區(qū)的區(qū)域背景彈性波場的來源及分布.研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的區(qū)域背景彈性波場有著明顯的方向性，15s信號的總體傳播方向是從東南向西北，也就是說主要來自云南省的東南方向，據(jù)此推測區(qū)域背景彈性波場可能與中國南?；蛘吣咸窖蟮暮Ｑ蠡顒佑嘘P(guān).另外該地區(qū)的區(qū)域背景彈性波場有著明顯的季節(jié)性變化，其中6—9月份的能量較強.對比中國大陸風(fēng)力分布發(fā)現(xiàn)，該信號與區(qū)域臺站附近及臺站間的風(fēng)力沒有明顯關(guān)系.

環(huán)境噪聲 背景信號 互相關(guān) 頻散曲線

引言

對天然地震和人工地震信號進(jìn)行研究是地震學(xué)的主要研究內(nèi)容.在這些研究中，地震信號之外的信號被當(dāng)作無用的環(huán)境噪聲而需要被剔除.但近年來，地震學(xué)家除了對天然地震和人工地震信號進(jìn)行研究外，還試圖通過對地震信號之外的曾經(jīng)被稱為環(huán)境噪聲的信號進(jìn)行分析，并從中提取出對認(rèn)識自然現(xiàn)象或地球結(jié)構(gòu)有價值的信號（Moschettietal，2007；Vassalloetal，2008；房立華等，2009；劉志坤，黃金莉，2010）.比如，通過對兩個臺站記錄的長時序連續(xù)波形進(jìn)行互相關(guān)，可以得到臺站對之間的格林函數(shù)（Snieder，2004；Wapenaar，2004；Shapiro，Campillo，2004），利用該格林函數(shù)，可以提取出面波的頻散曲線，再利用傳統(tǒng)面波層析成像方法就可以反演區(qū)域的波速結(jié)構(gòu)；另外，也可以通過分析格林函數(shù)來了解有關(guān)信號的來源（Stehlyetal，2006）.顯然，這些從環(huán)境噪聲中提取出的微弱的彈性波信號代表了區(qū)域背景彈性波場.這個信號雖然很微弱，但是長期存在的；而且是有方向的，并非雜亂無章的.雖然多數(shù)文獻(xiàn)仍稱之為環(huán)境噪聲，但為了不給人造成誤解，本文稱這些信號為背景彈性波場.由于背景彈性波場包含了海浪、風(fēng)等自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的信號以及人類活動所產(chǎn)生的信號，對區(qū)域背景彈性波場進(jìn)行分析可以提取出各種信號的特征和來源，這也是利用固體地球物理方法了解地球自然現(xiàn)象的一種途徑.

云南地區(qū)地處青藏高原東南緣，是印度板塊與歐亞板塊碰撞所導(dǎo)致的強烈變形地帶.這里地質(zhì)構(gòu)造特殊且復(fù)雜，活動斷裂非常發(fā)育，是我國西部主要的地震多發(fā)區(qū)之一.這里不但經(jīng)常發(fā)生中強地震（如1988年11月分別在瀾滄和耿馬發(fā)生的MS7.6和MS7.2大地震），而且具有火山、溫泉、活動斷裂等典型現(xiàn)今構(gòu)造活動特征（白志明，王椿鏞，2003）.這里一直是固體地球科學(xué)研究的重點（王義昭等，1988；汪一鵬等，2003；鄭慶鰲等，2006；李玉江等，2009）.因此，本文選擇了云南地區(qū)進(jìn)行研究.我們利用云南地震臺網(wǎng)臺站記錄的連續(xù)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行互相關(guān)計算，通過計算得到的互相關(guān)結(jié)果分析該地區(qū)的區(qū)域背景彈性波場，試圖分析其來源、方位分布以及隨季節(jié)的變化特征.

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)及處理方法

本研究所用數(shù)據(jù)是由云南地震臺網(wǎng)44個寬頻地震臺站記錄的2008年1—9月份的連續(xù)記錄波形數(shù)據(jù).地震臺站分布如圖1a所示.

提取背景彈性波場信號，首先需要去除地震信號及設(shè)備響應(yīng).在數(shù)據(jù)處理中我們將波形數(shù)據(jù)切成以1小時為單位長度，然后對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行去儀器響應(yīng)、去均值、去傾斜分量、重采樣（5點/秒）以及帶通濾波，接著進(jìn)行了時域歸一化和頻域歸一化處理.

對波形數(shù)據(jù)進(jìn)行時域歸一化處理就是去除原始波形數(shù)據(jù)中的地震事件.常用的歸一化方法包括滑動絕對值平均歸一化、one－bit歸一化、迭代水準(zhǔn)面歸一化、削波（Bensenetal，2007）.滑動絕對值平均歸一化雖然是一種古老的數(shù)據(jù)處理方法，但是因為其計算量較小，快速且便于處理非平穩(wěn)數(shù)據(jù)等優(yōu)點，所以在實際數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常用到（裴益軒，郭民，2001）.在滑動絕對值平均歸一化計算過程中，根據(jù)環(huán)境噪聲信號和地震信號頻率不同的特性，利用地震信號平均周期確定一個時間窗口，在這個歸一化的時間窗口計算波形絕對值的滑動平均值，并在窗口中心通過該平均值的倒數(shù)計算波形權(quán)重.根據(jù)滑動絕對值平均歸一化的原理，時間窗口的選取將直接影響對數(shù)據(jù)的平滑效果.如果取值偏大，盡管平滑作用較大，但是也可能將高頻變化的信號數(shù)據(jù)一起被平均削弱，且會使端部數(shù)據(jù)缺失.也就是說，歸一化窗口的寬度決定了所能保留振幅信息的數(shù)量.Bensen等（2007）發(fā)現(xiàn)大約在最大時間周期的一半時濾波效果最好.

圖1 云南省地震臺站位置分布（a）和ENH、KMI臺位置（b）黃色三角表示地震臺站位置Fig.1 Geographical position of Yunnan provincial stations（a）and ENH and KMI seismic stations（b）.Yellow triangles denote seismic stations

我們也對滑動絕對值平均歸一化和其它常用歸一化方法進(jìn)行了實驗對比，發(fā)現(xiàn)滑動絕對值平均歸一化與one－bit歸一化一樣可以很好地去除地震信號，而且滑動絕對值平均歸一化比one－bit方法更優(yōu)一些，其具有更好的靈敏性及數(shù)據(jù)適應(yīng)性，但是缺點在于不能消除狹窄的突變數(shù)據(jù).而迭代水準(zhǔn)面和削波歸一化方法相對前兩種方法效果稍差.這些實驗結(jié)果與Bensen等（2007）所得到的結(jié)果是一致的.基于滑動絕對值平均歸一化的優(yōu)越性，本次研究中使用的方法是滑動絕對值取平均.

時域歸一化處理之后，進(jìn)行頻譜歸一化處理.頻譜歸一化可以在頻率域壓制某些較強的信號，能夠使不同頻率信號的振幅是近似的，這樣可以獲得更加連續(xù)的頻散曲線.

互相關(guān)（有時也稱為“互協(xié)方差”）是用來表示兩個信號之間相似性的一個度量，通常通過與已知信號比較用于尋找未知信號中的特性.我們首先對一小時的數(shù)據(jù)進(jìn)行互相關(guān)計算，然后疊加至整個時間段.

為了驗證本次研究中9個月的互相關(guān)計算是否可以得到很穩(wěn)定的結(jié)果，我們利用KMI（昆明）與ENH（恩施）臺之間不同時序的互相關(guān)計算結(jié)果來進(jìn)行分析.圖1b為ENH和KMI臺站位置分布圖，圖2為KMI和ENH臺之間經(jīng)過0.8—40s的帶通濾波之后分別進(jìn)行時序為1，2，3，6，9個月和1年的互相關(guān)計算得到的結(jié)果.可以看出，隨著時序的增加，面波格林函數(shù)越來越清楚；9個月與1年數(shù)據(jù)所得結(jié)果的信噪比非常接近，表明9個月的格林函數(shù)已經(jīng)較為穩(wěn)定.

圖2 ENH和KMI臺互相關(guān)計算得到的格林函數(shù)圖中波形是利用時長分別為1，2，3，6，9個月和1年數(shù)據(jù)互相關(guān)計算的結(jié)果Fig.2 Green’s functions between the stations ENH and KMIEach subfigure shows Green’s function deduced from observations in different time－series

經(jīng)過互相關(guān)計算之后，得到的波形是個估算的格林函數(shù).通過這個函數(shù)，利用傳統(tǒng)的時頻分析（Dziewonskietal，1969；Levshinetal，1972）就可以獲得面波的頻散.時頻分析方法提供了時間域與頻率域的聯(lián)合分布信息，清楚地描述了信號在不同時間和頻率的能量密度或強度.利用它來分析信號，能給出各個時刻的瞬時頻率及其幅值.頻散曲線指的是波速（注：由于距離是已知的，因此也可以說是信號的傳播時間）與頻率間的關(guān)系曲線.

圖3為KMI和ENH臺站進(jìn)行時序為1年的互相關(guān)計算得到的頻散曲線.可以看出其有著很好的頻散特性.

圖4為KMI與ENH臺站之間進(jìn)行時序為3個月、9個月、1年、2年、3年、4年的互相關(guān)計算得到的頻散曲線.可以看出，時序為9個月的互相關(guān)計算得到的頻散曲線（紅色）相比3個月的頻散曲線（淺藍(lán)色）平滑，且處于淺藍(lán)色線的中間位置.在周期10—25s與1年及更長時序的頻散曲線差別很小.由于面波頻散本身只與深部結(jié)構(gòu)有關(guān)，那么可以說9個月時長數(shù)據(jù)互相關(guān)計算得到的在10—25s之間的頻散曲線能夠可靠地代表傳播路徑的深部結(jié)構(gòu).由于互相關(guān)波形不但與深部結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與信號本身有一定關(guān)系，那么沿同樣路徑（即同樣的深部結(jié)構(gòu)）相反方向傳播的波的差別則應(yīng)該只與信號源有關(guān)，即與區(qū)域背景波場有關(guān).前面顯示的9個月與1年數(shù)據(jù)所得格林函數(shù)信噪比非常接近也說明了這一點.故此本文不討論周期在10—25s之外的信號特征.

1.2 背景彈性波場的方向性

對任意兩個臺站數(shù)據(jù)之間進(jìn)行互相關(guān)計算會得到正負(fù)兩個分支，正的分支稱為因果信號，負(fù)的分支稱為非因果信號.具體地講，如果對臺站A到臺站B進(jìn)行互相關(guān)計算，得到的格林函數(shù)的正分支部分反映的是從臺站A到B的信號特征，負(fù)分支部分則反映的是從臺站B到臺站A之間的信號特征.如果信號源在空間上分布是均勻的話，這兩個分支應(yīng)該是對稱的.但信號源的空間分布往往是不均勻的，因此實際得到的正負(fù)兩個分支往往是不對稱的，那么從這兩個分支的差別就可以分析向兩個相反方向傳播的波的信號源信息.對于臺站A和B來說，如果從A到B的區(qū)域背景彈性波場強度大，則說明了臺站A方向存在一個明顯的信號源.

圖5為臺站KMI和ENH所記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行不同時序的互相關(guān)計算結(jié)果的頻散曲線示意圖.可以看出，從臺站KMI到ENH與從臺站ENH到KMI的互相關(guān)計算結(jié)果的頻譜特征有著明顯差別.相比之下，從臺站ENH到KMI相對從臺站KMI到ENH的頻散特性較明顯，且對于同樣周期的信號其振幅較強.這不但說明了臺站之間正向與反向互相關(guān)計算結(jié)果是明顯不對稱的，也說明了背景彈性波場信號是從臺站ENH傳向臺站KMI的.

圖5 KMI和ENH臺12個月數(shù)據(jù)互相關(guān)格林函數(shù)時頻分析圖（a）從臺站KMI到ENH的信號；（b）從臺站ENH到KMI的信號Fig.5 Frequency－time relation of the cross－correlation Green’s functions betweenKMI and ENH stations which was resulted by using 12month observations（a）The signal from KMI to ENH；（b）The signal from ENH to KMI.

為了確保本次研究中所用程序及方法的可靠性，本次研究中對歐洲的TUE與DSB、GRFO、MORC臺站之間進(jìn)行了互相關(guān)計算，得到了臺站對之間的區(qū)域背景波場的傳播方向.所得結(jié)果與Yang和Ritzwoller（2008）得到的結(jié)果一致.這說明了本文所用的方法和程序是可靠的.

2 云南地區(qū)區(qū)域背景彈性波場

2.1 背景彈性波場的方向性

圖6 區(qū)域背景波場方位分布圖（a）YUJ臺到其它臺站的區(qū)域背景波場傳播方向；（b）GOS臺的結(jié)果；（c）CAY臺的結(jié)果；（d）FUN臺的結(jié)果；（e）研究區(qū)的各臺站到其它所有臺站的區(qū)域背景波場的平均方向.紅色箭頭表示區(qū)域背景波場在臺站對間的方向，綠色箭頭表示從一個臺到其它所有臺站對之間的區(qū)域背景波場的平均方向；Fig.6 Azimuthal variation of background weak signals（a）Propagation direction of background weak signals between YUJ and other stations；（b）Result of GOS；（c）Result of CAY；（d）Result of FUN；（e）Average direction of background weak signals in the study region.Red arrows denote propagation direction of the signals between two stations.Green arrows stand for the average propagation direction of red arrow directions

鑒于多數(shù)臺站間距約數(shù)百公里，即多數(shù)臺站對可以得到可靠的周期約15s的格林函數(shù)，且9個月數(shù)據(jù)可以得到可靠的10—25s互相關(guān)結(jié)果，因此這里主要分析周期為15s的格林函數(shù)的特征.圖6a—d分別顯示了利用云南省的YUJ（元江）、GOS（貢山）、CAY（滄源）、FUN（富寧）臺站與其它臺站之間進(jìn)行互相關(guān)格林函數(shù)分析之后，得到的區(qū)域背景彈性波場周期15s左右信號的傳播方向.可以看出，該信號的方向性非常強，總體的傳播方向為西北方向，也就是說來自東南方向.圖6e為研究區(qū)中的各臺站與其它臺站間背景波場15s信號的平均方向分布.該圖明顯地顯示了，云南地區(qū)區(qū)域背景波場15s信號的傳播方向是從東南向西北方向的.

2.2 背景彈性波場的季節(jié)性

前人對其它區(qū)域的研究中發(fā)現(xiàn)了背景彈性波場在4—9月份強，其它月份弱的季節(jié)性變化特點 （Stehlyetal，2006；魯來玉等，2009）.我們首先看KMI與ENH臺站對間背景波場信號強度隨時間的變化特征.圖7分別給出了該臺站對之間2005—2008年每年區(qū)域背景波場信號強度隨時間和周期的分布圖.其中橫坐標(biāo)為月份，縱坐標(biāo)為周期，彩色表示振幅（即強度或能量）的大小.比較這4年的結(jié)果可以看出，這兩個臺站之間的背景彈性波場在每個年度內(nèi)存在明顯的季節(jié)性變化，總體看來6—9月份的背景彈性波場信號強度比其它月份強.

圖7 KMI與ENH臺站之間的背景波場信號強度隨時間和周期的分布圖圖（a）—（d）分別表示2005—2008年的數(shù)據(jù)結(jié)果.彩色表示振幅（即強度或能量）的大小Fig.7 Variation of background signal amplitude with time and periods between station KMI and ENH Result is obtained from the observation of（a）2005，（b）2006，（c）2007and（d）2008.Color bar scales signal amplitude

我們對云南地震臺網(wǎng)各臺站對2008年1—9月份的背景彈性波場也進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)區(qū)域背景波場隨時間也有著明顯的變化特征.圖8顯示了云南省的幾個不同臺站對之間格林函數(shù)各周期信號能量大小隨月份的變化圖.從圖8中可以看出，雖然個別臺站對在部分月份（如圖8b在9月份，其它圖在1月份）的結(jié)果與其它臺站對有偏差，但整體看來6—9月份的振幅強，其它月份的振幅相對較弱.這與對昆明和恩施臺分析的結(jié)果是一致的.雖然我們使用的數(shù)據(jù)量（9個月）不足一年，但考慮到這種在6—9月份與昆明和恩施臺結(jié)果的一致性以及參考前人在其它地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4—9月份強的變化規(guī)律，我們推測本研究區(qū)的區(qū)域背景彈性波場也應(yīng)有明顯的季節(jié)性變化，即6—9月份的能量較強.

圖8 2008年臺站對間背景波場信號強度隨時間和周期的分布圖（a）HEQ（鶴慶）臺與YOD（永德）臺；（b）HLT（黑龍?zhí)叮┡_與 MEL（孟連）臺；（c）YIM（易門）臺與JIH（景洪）臺；（d）DAY（大姚）臺與LAC（瀾滄）臺.其中色棒彩色表示振幅（即強度或能量）的大小Fig.8 Variation of background signal amplitude with time and periods between two stations（a）Result between station HEQ and YOD；（b）Between HLT and MEL；（c）Between YIM and JIH；（d）Between DAY and LAC.Color bar scales signal amplitude

2.3 背景波場與區(qū)域水系的關(guān)系

云南境內(nèi)存在怒江、瀾滄江和金沙江等大的河流，其流向多數(shù)是近似從北向南的.而根據(jù)圖6顯示的結(jié)果，該區(qū)域背景波場的傳播方向是從東南向西北的，這說明研究區(qū)域的背景波場的傳播方向可能與水流沒有直接關(guān)系.

2.4 背景波場與區(qū)域風(fēng)力大小分布的關(guān)系

風(fēng)是區(qū)域環(huán)境噪聲的主要來源之一.前人研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)產(chǎn)生的噪聲頻帶范圍較寬，范圍從約0.5Hz到15—60Hz（Youngetal，1996），即風(fēng)產(chǎn)生的信號周期一般小于2s.本次研究中所有信號的頻帶范圍為0.025—1.25Hz，只有較高頻率的信號涵蓋了風(fēng)的影響.從信號頻率來判斷，這兩種信號相互覆蓋較少.另外，由于風(fēng)往往與其它局部自然現(xiàn)象具有明顯的關(guān)系，如果風(fēng)力大小分布與區(qū)域背景彈性波場沒有明顯關(guān)系，那么就可以認(rèn)為區(qū)域背景彈性波場與風(fēng)以及與風(fēng)相關(guān)的其它自然現(xiàn)象間沒有明顯關(guān)系.

為了查證該地區(qū)的區(qū)域背景彈性波場與區(qū)域風(fēng)力大小以及由風(fēng)而引起的其它因素強弱及它們的分布是否相關(guān)，我們從中國氣象局國家氣象信息中心搜集了2008年中國大陸地區(qū)的風(fēng)力數(shù)據(jù)，圖9為2008年中國大陸的平均風(fēng)力圖.在風(fēng)力中，0級風(fēng)對應(yīng)的風(fēng)速為0.0—0.2m/s，1級風(fēng)對應(yīng)的風(fēng)速為0.3—1.5m/s，2級風(fēng)對應(yīng)的風(fēng)速為1.6—3.3m/s，3級風(fēng)對應(yīng)的風(fēng)速為3.4—5.4m/s.因為在研究區(qū)域風(fēng)力多數(shù)時間在3級以下，所以圖中最高的風(fēng)力就3級.如果這里得到的區(qū)域背景彈性波場信號與風(fēng)力的大小有關(guān)，那么云南東南部的平均風(fēng)力應(yīng)該較強.從圖9中可以看出，云南境內(nèi)的風(fēng)力強度分布東北強于西南，且云南以東的廣西西部的風(fēng)力相對云南其它地方小一些.可見區(qū)域風(fēng)力的大小與該區(qū)域的區(qū)域背景波場的強度沒有直接關(guān)系.

圖9 2008年中國大陸地區(qū)平均風(fēng)力圖Fig.9 Average wind－force in China mainland during 2008

圖10 2008年HLT與QIJ臺站間背景信號（a）與風(fēng)力強度（b）隨月份變化圖圖（b）中紅色和黑色曲線分別表示各個臺站所在區(qū)域的風(fēng)力月變化曲線，淺藍(lán)色的填充區(qū)域表示的是兩個臺站所在區(qū)域的風(fēng)力月變化的差值Fig.10 Variation of（a）background signals and（b）wind－forces with timeRed and black curves in（b）show monthly variation of wind－force at the station SLT and QIJ，respectively，and the light blue area indicates wind force difference between the two stations in a month

2.5 背景波場與區(qū)域風(fēng)力季節(jié)變化的關(guān)系

圖10為地震臺站之間的風(fēng)力與背景信號強度月變化曲線。圖10a為HLT（黑龍?zhí)叮┡cQIJ（巧家）臺之間互相關(guān)計算得到的區(qū)域背景波場月變化圖.圖10b為HLT與QIJ臺所在區(qū)域的風(fēng)力月變化曲線，淺藍(lán)色的填充區(qū)域表示的是兩個地方的風(fēng)力月變化的差值.從圖10b可以看出，1—4月份兩個臺站之間的風(fēng)力和風(fēng)力差值較大.如果該臺站對之間記錄的區(qū)域背景波場是由風(fēng)引起的，那么區(qū)域背景波場應(yīng)該在1—4月份的強度較大，但是圖10a顯示出5—7月份（注：上面分析指出在整個區(qū)域平均為6—9月份）的背景波場相對較強，兩者在時間上的重疊性較差.

風(fēng)產(chǎn)生的信號頻率范圍約0.5Hz到15—60Hz（Youngetal，1996），圖10a中周期2s正好在這個范圍，但該圖顯示，1—3月周期2s的區(qū)域背景波場信號在整年是較低的.總之，該地區(qū)的區(qū)域背景波場與風(fēng)力大小以及與風(fēng)相關(guān)的其它自然現(xiàn)象間的關(guān)系不大.

2.6 與海洋波浪的關(guān)系

能夠在較長時間持續(xù)存在的區(qū)域背景信號一般來自于一些較長時間持續(xù)存在的區(qū)域自然現(xiàn)象，比如大氣（風(fēng)等）、水（河流、海浪）等.在以上討論中我們基本排除了區(qū)域風(fēng)和河流的影響，那么區(qū)域背景信號最有可能來自于海浪等與海洋有關(guān)的因素.但本次研究中沒有搜集海洋方面的有關(guān)資料，因此不能直接獲得云南地區(qū)的背景彈性波信號與海洋活動有關(guān)的直接證據(jù).但是對于其它地區(qū)的一些研究結(jié)果（Stehly，2006）顯示，臺站互相關(guān)得到的格林函數(shù)與海洋波浪有關(guān).Bromirski和Gerstoft（2009）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海洋的波浪到達(dá)海岸的時候，區(qū)域背景波場的能量變大，而當(dāng)離開之后，區(qū)域背景波場的能量變小.

我們這里得到的背景彈性波場方向為從東南向西北.如果背景波場與海洋的波浪有關(guān)的話，那么云南地區(qū)周期在15s左右的背景彈性波場信號不應(yīng)該來自于印度洋的孟加拉灣，而可能來自于中國南海方向，也有可能來自于更遠(yuǎn)一些的南太平洋.因此該信號可能與中國南?；蛘吣咸窖蟮暮Ｑ蠡顒佑嘘P(guān)，比如是由南?；蛘吣咸窖蟮挠坷说纫鸬?

3 討論與結(jié)論

本文利用云南地震臺網(wǎng)記錄的連續(xù)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行了互相關(guān)計算，得到了云南省的區(qū)域背景波場的方向性分布.通過對有關(guān)資料進(jìn)行分析，得到了以下結(jié)論：

1）云南地區(qū)背景彈性波場方向性非常強，總體的傳播方向為從東南向西北，即來自東南方向.

2）分析區(qū)域背景波場強度的月變化，發(fā)現(xiàn)其隨時間有著明顯的變化.參考臺站KMI與ENH之間4年的區(qū)域背景彈性波場的月變化，推測6—9月份的能量強，而其它月份的能量相對較小.

3）對比中國大陸風(fēng)力分布發(fā)現(xiàn)，大于2s的區(qū)域背景波場信號與區(qū)域風(fēng)力間沒有明顯關(guān)系，據(jù)此推測與風(fēng)相關(guān)的其它自然現(xiàn)象間的關(guān)系也不大.

4）由于本文得到15s的區(qū)域背景彈性波場方向為從東南向西北，參考前人對其它地區(qū)的研究，我們推測，該信號與中國南?；蛘吣咸窖蟮暮Ｑ蠡顒佑嘘P(guān)，比如是由南海或者南太平洋的涌浪等引起的.

本文的結(jié)果表明，風(fēng)力的分布與周期2s以上區(qū)域背景彈性波場信號沒有明顯關(guān)系.但由于使用的氣象臺站分布數(shù)量有限、分布不均勻等，可能對精確分析風(fēng)力和區(qū)域背景彈性波場的關(guān)系造成影響.尤其是由于風(fēng)產(chǎn)生的信號周期相對較小，且研究中所用地震臺站的間距較大，那么就不能排除近距離臺站對可提取的小于2s周期信號與風(fēng)之間可能存在的關(guān)系.因此使用近距離和高密度的臺站數(shù)據(jù)，可以對這個關(guān)系進(jìn)行研究.

本研究中互相關(guān)分析和時頻分析過程使用了（Herrmann，Ammon，2002）軟件包，部分圖形繪制使用了GMT（Wessel，Smith，1991）軟件.地震數(shù)據(jù)由中國地震臺網(wǎng)中心提供，風(fēng)力數(shù)據(jù)由中國氣象局國家氣象信息中心提供.在此一并表示感謝.

白志明，王椿鏞.2003.云南地區(qū)上部地殼結(jié)構(gòu)和地震構(gòu)造環(huán)境的層析成像研究［J］.地震學(xué)報，27（2）：117－－127.

房立華，吳建平，呂作勇.2009.華北地區(qū)基于噪聲的瑞利面波群速度層析成像［J］.地球物理學(xué)報，52（3）：663－－671.

李玉江，陳連旺，李紅，葉際陽.2009.云南地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場與強震活動關(guān)系研究［J］.大地測量與地球動力學(xué)，29（4）：26－－29.

劉志坤，黃金莉.2010.利用背景噪聲互相關(guān)研究汶川地震震源區(qū)地震波速度變化［J］.地球物理學(xué)報，53（4）：853－－863.

魯來玉，何正勤，丁志峰，姚志祥.2009.華北科學(xué)探測臺陣背景噪聲特征分析［J］.地球物理學(xué)報，52（10）：2566－－2572.

裴益軒，郭民.2001.滑動平均法的基本原理及應(yīng)用［J］.火炮發(fā)射與控制學(xué)報，（1）：21－－23.

汪一鵬，沈軍，王琪，熊熊.2003.川滇塊體的側(cè)向擠出問題［J］.地學(xué)前緣，10（1）：188－－192.

王義昭，熊家鏞，林堯明.1988.云南地質(zhì)構(gòu)造的若干特點［J］.云南地質(zhì)，7（2）：105－－111.

鄭慶鰲，俞國芬，王維賢.2006.云南地質(zhì)（斷裂）構(gòu)造骨架新認(rèn)識［J］.云南地質(zhì)，25（2）：119－－124.

Bensen G D，Ritzwoller M H，Barmin M P，Levshin A L，Lin F，Moschetti M P，Shapiro N M，Yang Y.2007.Processing seismic ambient noise data to obtain reliable broad－band surface wave dispersion measurements［J］.GeophysJ Int，169：1239－－1260.

Bromirski P D，Gerstoft P.2009.Dominant source regions of the Earth’s“hum”are coastal［J］.GeophysResLett，36，L13303，doi：10.1029/2009GL038903.

Dziewonski A，Bloch S，Landisman M.1969.A technique for the analysis of transient seismic signals［J］.BullSeismSoc Amer，59（1）：427－－444.

Herrmann R B，Ammon C J.2002.ComputerProgramsinSeismology：SurfaceWaves，ReceiverFunctionsandCrustal Structure［M］.Missouri：Saint Louis Univ，Saint Louis，MO，USA.

Levshin A L，Pisarenko V F，Pogrebinsky G A.1972.On a frequency－time analysis of oscillations［J］.AnnGeophys，28（2）：211－－218.

Moschetti M P，Ritzwoller M H，Shapiro N M.2007.Surface wave tomography of the western United States from ambient seismic noise：Rayleigh wave group velocity maps［J］.GeochemGeophysGeosyst，8（8），doi：10.1029/2007GC001655.

Shapiro N M，Campillo M.2004.Emergence of broadband Rayleigh waves from correlations of the ambient seismic noise［J］.GeophysResLett，31，L07614，doi：10.1029/2004GL019491.

Snieder R.2004.Extracting the Green’s function from the correlation of coda waves：A derivation based on stationary phase［J］.PhysRevE，69（4）：46610.

Stehly L，Campillo M，Shapiro N M.2006.A study of the seismic noise from its long range correlation properties［J］.J GeophysRes，111，B10306，doi：10.1029/2005JB004237.

Vassallo M，Bobbio A，Iannaccone G.2008.A comparison of sea－floor and on－land seismic ambient noise in the Campi Flegrei caldera，Southern Italy［J］.BullSeismSocAmer，98（6）：2962－－2974，doi：10.1785/0120070152.

Wapenaar K.2004.Retrieving the elastodynamic Green’s function of an arbitrary inhomogeneous medium by cross correlation［J］.PhysRevLett，93（25）：254301，doi：10.1103/PhysRevLett.93.254301.

Wessel P，Smith W H F.1991.Free software helps map and display data［J］.EosTransAGU，72（41）：445－－446.

Yang Y，Ritzwoller M H.2008.Characteristics of ambient seismic noise as a source for surface wave tomography［J］.GeochemGeophysGeosyst，9（2）：Q02008，doi：10.1029/2007GC001814.

Young C J，Chael E P，Withers M W，Aster R C.1996.A comparison of the high－frequency（＞1Hz）surface and subsurface noise environment at three sites in the United States［J］.BullSeismSocAmer，86（5）：1516－－1528.

趙 琳 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所.2008中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球物理與信息技術(shù)學(xué)院地球物理專業(yè)畢業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位；2011年中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所固體地球物理學(xué)專業(yè)畢業(yè)，獲碩士學(xué)位.現(xiàn)從事區(qū)域背景彈性波場方面的研究工作.

Analysis on background weak seismic signals in Yunnan，China

Zhao Lin1）An Meijian1），Shen Xuzhang2）Dai Guanghui3）Tian Jianxiong1）
1）InstituteofGeomechanics，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Beijing100081，China
2）EarthquakeAdministrationofGansuProvince，Lanzhou730000，China
3）ChinaEarthquakeNetworksCenter，Beijing100045，China

Using 9months waveform data recorded at 44seismic stations of Yunnan seismic network during 2008，we obtained Green’s functions between the stations with cross－correlation analysis，and then retrieved wave dispersion curves from the Green’s functions.Using the Green’s functions and dispersion curves，we analyzed the sources of the regional background weak signals.The Green’s functions show that the background weak signals in a period of 15s propagated from southeast to northwest in the Yunnan province.The azimuthal variation of the signals implies that they may be related to the effect of oceanic waves in South China Sea or southern Pacific ocean.The background signals show a seasonal variation，with the strongest signals appeared between June and September in a year.Comparing the signals with wind data，we could not find any relation between them.

ambient noise；background weak signal；cross correlation；dispersion curve

10.3969/j.issn.0253－3782.2011.06.003

P315.3＋1

A

趙琳，安美建，沈旭章，代光輝，田建雄.2011.云南地區(qū)的背景彈性波場分析.地震學(xué)報，33（6）：723－－734.

Zhao Lin，An Meijian，Shen Xuzhang，Dai Guanghui，Tian Jianxiong.2011.Analysis on background weak seismic signals in Yunnan，China.ActaSeismologicaSinica，33（6）：723－－734.

中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費項目（DZLXJK201003）和中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查

工作項目（121201091624）資助.

2010－12－20收到初稿，2011－04－07決定采用修改稿.

e－mail：meijianan＠yahoo.com.cn < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版時間

時間：2011－9－29 17：02：03

http：∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2021.P.20110929.1702.001.html