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区域震相Lg波在核爆事件鉴别和当量估计方面有着重要的作用。但是到目前为止人们对控制地震波能量分配的物理过程还缺乏了解。由于在区域震相形成过程中牵扯到大量复杂的激发与能量分配过程,从观测结果中很难将不同机制的贡献分开。数值模拟可以在理解能量分配过程上起到重要作用。本文利用有限差分模拟加慢度分析方法来研究近场爆破源能量的分配过程和Lg波的激发。有限差分方法用于进行波场模拟,区域慢度分析用来追踪能够形成区域震相的部分能量。由于这种方法的高效性,我们可以利用精细的近场结构来模拟近场能量分配过程。我们研究了P-pS-Lg,S*Lg,Rg-Lg以及张裂源和CLVD源在近场附近存在散射体的过程。模拟表明震源的深度和散射体的深度对P-S的转换有强烈的影响。同时S*到Lg的转换主要在震源较浅的低频部分,而P-Lg的转换在较高频率进行。当震源是纯粹的爆破源时,S*是Lg能量的主要贡献者。当地壳中存在非均匀体时,P-pS-Lg的转换以及Rg-Lg的散射都可以对Lg产生贡献。从能量的角度来看CLVD源和近场散射同时存在可能是区域震相的主要贡献者。
为了了解传播路径对Lg波传播的影响,我们发展了二维P-SV弹性波的边界元方法来计算具有不规则地形特征的地壳波导中波场的传播。为了进一步模拟长距离的区域震相传播,我们给出了边界连接方法。利用这种方法,一个大的模型可以分成若干个小的模型。在每个模型中单独使用边界元方法,就可以逐步计算整个区域的波场。通过与其他数值方法的比较,我们验证了这种方法的可行性。利用这种方法的数值模拟显示,不规则地形对Rg波产生较强的散射,而大尺度地壳结构的变化对Lg波的传播群速度和振幅都有较大影响。这可能影响到利用Lg波进行能量估计和事件鉴别的精度。最后我们计算了青臧高原地区波传播的实例,计算结果表明青藏高原的地形对Lg波传播具有较强的衰减作用。