近日，南方科技大學(xué)地球與空間科學(xué)系主任、中國科學(xué)院院士陳曉非課題組在漏能振型的頻散觀測上取得系列重要成果，并先后在地球科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Geophysical Research Letters上連續(xù)發(fā)表兩篇相關(guān)學(xué)術(shù)論文，其中一篇被選為美國地球物理學(xué)會研究熱點（AGU Research Spotlight）。 

頻散（色散）是指波在不同頻率具有不同的傳播速度，將不同頻率下不同的速度連成線即為頻散曲線。頻散曲線反演是地震學(xué)探測地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)手段。傳統(tǒng)的頻散曲線通常都是指從Rayleigh或者Love面波中提取出的本征振型頻散曲線。除了占據(jù)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頻散的現(xiàn)象。陳曉非院士課題組在近期提出的頻率-貝塞爾變換法的基礎(chǔ)上（該方法可以有效提升面波頻散提取的階數(shù)和質(zhì)量），相繼報道了首次從地震波記錄和背景噪聲互相關(guān)中提取高階漏能振型頻散。不同于本征振型頻散曲線主要對地球內(nèi)部S波速度結(jié)構(gòu)敏感，漏能振型頻散曲線可以有效地提供對地球內(nèi)部P波速度結(jié)構(gòu)的約束。

在題為“Constraints on Crustal P Wave Structure With Leaking Mode Dispersion Curves”的論文中，研究人員成功地通過頻率-貝塞爾變換法從2008年內(nèi)華達(dá)地震中提取出了多階漏能振型頻散曲線，并通過敏感性分析指出，提取出的高階漏振型頻散曲線可以提供有效的地球內(nèi)部P波速度結(jié)構(gòu)的約束。陳曉非院士課題組博士后李正波為論文第一作者，陳曉非為通訊作者，南科大是論文第一單位。

圖1. 從2008年內(nèi)華達(dá)地震中觀測到的漏能振型頻散曲線。

在題為“Multiple Leaking Mode Dispersion Observations and Applications From Ambient Noise Cross‐Correlation in Oklahoma”的論文中，研究人員在地震記錄漏能振型提取的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步報道了密集臺陣背景噪聲互相關(guān)中漏能振型的提取。背景噪聲互相關(guān)技術(shù)是地震學(xué)近二十年來最重要的進(jìn)展之一，它使得地震學(xué)家將地震儀記錄到的長期噪聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫牡卣鹦盘?，從而讓地下結(jié)構(gòu)探測不再依賴于地震的發(fā)生或人工震源。該項研究證實了背景噪聲互相關(guān)信號中存在漏能振型，并基于提取出的漏能振型反演得到可靠的地下P波速度結(jié)構(gòu)。該研究被選為美國地球物理學(xué)會研究熱點，相關(guān)報道刊載在美國地球物理學(xué)會科學(xué)新聞網(wǎng)站。李正波為論文第一作者，陳曉非和李正波為通訊作者，南科大是論文第一單位。

圖2. 從LASSO密集臺陣中觀測到的本征振型和漏能振型頻散曲線。

相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金、深圳市重點實驗室、深圳市科技計劃等的資助。（來源：南方科技大學(xué)）