地球物理计算方法 绪论1
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计算地球物理学计算地球物理学是地球科学中的一个重要分支,它研究地球内部的物质组成、结构及其运动规律。
通过计算地球物理学的方法,我们可以揭示地球内部的奥秘,为地质灾害预测、资源勘探和环境保护等领域提供科学依据。
地球物理学的计算方法主要包括地震学、重力学和磁力学等。
地震学是通过地震波的传播和接收来研究地球内部结构的一门学科。
通过分析地震波的传播速度和路径,地震学家可以推断出地球内部的物质性质和分布情况。
重力学则是通过测量地球重力场的变化来研究地球内部的密度分布。
磁力学则是通过测量地球磁场的变化来研究地球内部的磁性物质分布。
地震学中的计算方法主要包括地震波传播速度的计算和地震震源的定位。
地震波传播速度的计算是地震学研究的重要内容之一,它可以揭示地球内部的物质性质和结构。
地震波传播速度的计算方法主要有声波和弹性波传播理论,通过求解波动方程可以得到地震波传播速度的分布。
地震震源的定位是通过测量地震波到达不同测点的时间差来确定地震震源的位置,而计算地震震源的定位则需要运用到三角测量和时间差测量等方法。
重力学中的计算方法主要包括重力场的测量和重力异常的计算。
重力场的测量可以通过使用重力仪器进行,通过测量重力加速度的变化可以得到重力场的分布。
而重力异常的计算则是通过将实测重力场与正常重力场之间的差异进行计算,从而得到地下物质的密度分布情况。
磁力学中的计算方法主要包括磁场的测量和磁异常的计算。
磁场的测量可以通过使用磁力仪器进行,通过测量磁场的变化可以得到磁场的分布情况。
而磁异常的计算则是通过将实测磁场与正常磁场之间的差异进行计算,从而得到地下磁性物质的分布情况。
计算地球物理学在地球科学研究和实践中发挥着重要的作用。
通过计算地球物理学的方法,我们可以了解地球内部的物质组成和结构,揭示地球演化的历史和过程。
同时,计算地球物理学还可以应用于地质灾害的预测和监测,通过分析地震活动和重力、磁场的变化,可以提前预警地震、火山喷发等灾害事件。
地球物理方法:利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物理现象,从而推断、了解地下的地质构造特点,寻找可能的储油构造。
它是一种间接找油的方法。
特点:精度和成本均高于地质法,但低于钻探方法。
地震勘探:就是利用人工方法激发的地震波(弹性波),研究地震波在地层中传播的规律,以查明地下的地质构造,从而来确定矿藏(包括油气、矿石、水、地热资源等)等的位置,以及获得工程地质信息。
地震波运动学:研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的关系,即研究波的传播规律,以及这种时空关系与地下地质构造的关系。
地震波动力学:研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变化规律,以及这些变化规律与地下的地层结构,岩石性质及流体性质之间存在的联系。
地震波:是一种在岩层中传播的,频率较低(与天然地震的频率相近)的波,弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。
地震波由一个震源激发。
地震子波:爆炸产生的是一个延续时间很短的尖脉冲,这一尖脉冲造成破坏圈、塑性带,最后使离震源较远的介质产生弹性形变,形成地震波,地震波向外传播一定距离后,波形逐渐稳定,成为一个具有2-3个相位(极值)、延续时间60-100毫秒的地震波,称为地震子波。
地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。
波前:振动刚开始与静止时的分界面,即刚要开始振动的那一时刻。
射线:是用来描述波的传播路线的一种表示。
在一定条件下,认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所观测的一点P。
这是一条假想的路径,也叫波线。
射线总是与波阵面垂直,波动经过每一点都可以设想有这么一条波线。
振动图和波剖面:某点振动随时间的变化的曲线称为振动曲线,也称振动图。
地震勘探中,沿测线画出的波形曲线,也称波剖面。
折射波:当入射波大于临界角时,出现滑行波和全反射。
在分界面上的滑行波有另一种特性,即会影响第一界面,并激发新的波。
在地震勘探中,由滑行波引起的波叫折射波,也叫做首波。
入射波以临界角或大于临界角入射高速介质所产生的波滑行波:由透射定律可知,如果V2>V1 ,即sinθ2 > sinθ1 ,θ2 > θ1。
地球物理计算方法第一章地球物理学是研究地球内部构造、物质组成、能量交换以及地球与其他天体相互作用的一门学科。
地球物理计算方法是地球物理学中使用的数学方法和计算技术,为解决地球物理问题提供了强大的工具。
第一章介绍了地球物理计算方法的概念和基本原理。
地球物理计算方法是基于数学模型来描述地球物理现象,并通过计算技术来求解这些模型。
地球物理学中常用的计算方法包括正演模拟、反演和数据处理等。
正演模拟是地球物理计算的一种基本方法,它通过已知的地质模型和物理参数来计算预期观测数据。
正演模拟可以帮助地球物理学家理解地球内部的物理过程,并对地球内部结构和物质组成进行研究。
反演是地球物理计算的另一种重要方法,它通过观测数据来推断地下的物理性质和地质结构。
反演过程中,需要建立一个数学模型来描述地球物理问题,然后利用观测数据来对模型进行约束,从而求解模型中的未知参数。
反演方法在地球物理勘探和地震学等领域中被广泛应用。
数据处理是地球物理计算的第三种常用方法,它主要针对观测数据进行处理和分析。
地球物理观测数据往往存在噪声和干扰,需要通过数据处理方法来滤除这些干扰,以便更准确地获取地质信息和定量分析。
地球物理计算方法的应用广泛,涵盖了地球物理学的各个领域。
例如,在地球物理勘探中,地球物理计算方法可以用来预测地下矿产资源的分布和储量,帮助勘探人员确定最佳的钻探位置。
在地震学研究中,地球物理计算方法可以用来模拟地震波的传播路径和速度,帮助科学家更好地理解地震灾害的发生机制。
除了在地球物理学领域中的应用,地球物理计算方法也被广泛应用于其他科学领域。
例如,在地质学中,地球物理计算方法可以用来重建地壳变形的历史,推断地球演化的过程。
在气象学研究中,地球物理计算方法可以用来模拟大气环流和气候变化。
综上所述,地球物理计算方法是地球物理学研究中不可或缺的工具。
它通过数学模型和计算技术,为解决地球物理问题和揭示地球内部的奥秘提供了有效的手段。