Actualmente, las observaciones de conjuntos densos se han convertido en una herramienta crucial en la investigación sísmica. El uso de sismómetros nodales de período corto para observaciones regionales de conjuntos densos permite una adquisición más precisa de catálogos de terremotos regionales y una caracterización más precisa de las estructuras de velocidad del subsuelo. Período corto sismómetrosconocidos por su portabilidad, rentabilidad y eficiencia, permiten la posibilidad de realizar estudios de matrices ultradensas a gran escala.
Para obtener una comprensión más profunda del rendimiento de la respuesta de la señal de los sismómetros nodales de período corto, un equipo de investigación de la Universidad de Geociencias de China (Wuhan) realizó recientemente un estudio experimental comparativo sobre el rendimiento de los instrumentos. Se desplegaron cuatro nodos sísmicos de período corto SmartSolo IGU-16HR 3C en cuatro puntos de observación dentro de la Red Sísmica de Hubei en comparación con el sismómetro nacional de banda ancha.
Experimento
➣Despliegue de la estación:
Cuatro puntos de observación con sismómetros nacionales de banda ancha en la provincia de Hubei
Observación:
➣Duración: 2022.2-2023.5
➣Frecuencia de muestreo: 100 Hz
➣Instrumentos: Sismómetro Nacional de Banda Ancha, IGU-16HR3C 5Hz
Métodos:
➣Comparación de amplitudes absolutas de la onda P de campo lejano
➣Comparación de amplitudes de función del receptor de onda P
➣Comparación de valores de polarización de la onda P
➣Comparación de funciones de correlación cruzada de ruido ambiental y curvas de dispersión de velocidad de fase
A lo largo de tres meses de observación, el equipo de investigación adquirió un volumen sustancial de datos sísmicos y llegó a los siguientes hallazgos de la investigación.
Amplitudes absolutas de la onda P de campo lejano
Filtrar: 2-3 Hz, 1-3 Hz, 1-2 Hz, 0,5-1 Hz, 0,1-0,5 Hz
Distribución de estaciones y eventos.
Comparación de amplitudes absolutas de la onda P de campo lejano en diferentes bandas de frecuencia Sismómetro Nacional de Banda Ancha (Rojo) frente a IGU-16HR3C 5 Hz (Azul)
La amplitud absoluta de campo lejano de las ondas P registradas por el IGU-16HR3C de 5 Hz mantiene una buena coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha incluso en una frecuencia de esquina de 0,1Hz. El tiempo de compensación entre los dos instrumentos estaba dentro 0,02 segundos.
Función de receptor de onda P
Parámetro:
➣Filtro: 0,05-3 Hz
➣Ventana: -10s – 80s
➣Factor de filtro gaussiano: 5 (2,4 Hz)
Control de calidad:
➣Factor de correlación cruzada: 0,6
➣Ventana: -10s – 100s
Control de calidad de la correlación cruzada para las funciones del receptor de la estación XNI Función del receptor (negro); Función de receptor promediado apilado (Rojo)
Comparación de funciones del receptor de onda P
Sismómetro nacional de banda ancha (rojo) frente a IGU-16HR3C 5 Hz (azul)
La desviación estándar de las funciones del receptor de onda P de dos instrumentos.
Las funciones del receptor de onda P de campo lejano se extrajeron del IGU-16HR3C de 5 Hz y mantienen una buena coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha dentro del rango de frecuencia de 0,05 a 3 Hz. Las amplitudes y fases exhiben una similitud sustancial, con una desviación estándar de menos del 2% entre los dos dispositivos.
Polarización de la onda P
Parámetro
➣Filtro: 0,05-3 Hz
➣Ventana: -10s – 80s
➣Período de cálculo de polarización: 0 s – 6 s
Figuras a – c: Variaciones aparentes de velocidad de la onda S para todos los eventos registrados por el Sismómetro Nacional de Banda Ancha;
Figuras d – f: Variaciones aparentes de velocidad de la onda S después del promedio de apilamiento realizado por el Sismómetro Nacional de Banda Ancha;
Figuras g – i: Variaciones aparentes de velocidad de la onda S para todos los eventos registrados por el IGU-16HR3C 5Hz;
Figuras j – l: Variaciones aparentes de velocidad de la onda S después del apilamiento promediado por el IGU-16HR3C 5Hz.
Comparación de curvas de variación de velocidad aparente de la onda S
Sismómetro nacional de banda ancha (rojo) frente a IGU-16HR3C 5 Hz (azul)
La desviación estándar de la variación de la velocidad de la onda S de dos instrumentos.
La curva de velocidad aparente de la onda S del IGU-16HR3C 5Hz sigue siendo consistente con el Sismómetro Nacional de Banda Ancha dentro del rango de frecuencia de 0s-6s. La diferencia entre los dos instrumentos no supera los 0,1 km/s, con una desviación estándar del 6%.
Ruido ambiental
funciones de correlación cruzada
Funciones de correlación cruzada de datos de ruido ambiental para seis pares de estaciones
Sismómetro nacional de banda ancha (rojo) frente a IGU-16HR3C 5 Hz (azul)
Las funciones de correlación cruzada del ruido ambiental calculadas por el IGU-16HR3C de 5 Hz muestran una buena coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha dentro del rango de 0,1 a 0,5 Hz.
Curvas de dispersión de velocidad de fase.
Sismómetro Nacional de Banda Ancha e IGU-16HR3C 5Hz (Gráficos de dispersión)
Curva de velocidad de fase de referencia para la región (azul)
Sismómetro Nacional de Banda Ancha e IGU-16HR3C 5Hz (Gráficos de dispersión)
Curva de velocidad de fase de referencia para la región (azul)
Las curvas de dispersión de velocidad de fase extraídas en 20 segundos por el IGU-16HR3C 5Hz demuestran una buena consistencia con las obtenidas del Sismómetro Nacional de Banda Ancha.
Conclusión
➣La amplitud absoluta de campo lejano de las ondas P registradas por el IGU-16HR3C de 5 Hz mantiene una buena coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha incluso a una frecuencia de esquina de 0,1 Hz. La diferencia de tiempo entre los dos instrumentos fue de 0,02 segundos.
➣El receptor de onda P de campo lejano funciona extraído del IGU-16HR3C 5Hz manteniendo una buena consistencia con el Sismómetro Nacional de Banda Ancha dentro del rango de frecuencia de 0,05 a 3Hz. Las amplitudes y fases exhiben una similitud sustancial, con una desviación estándar de menos del 2% entre los dos dispositivos.
➣La curva de velocidad aparente de la onda S del IGU-16HR3C de 5 Hz mantiene la coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha dentro del rango de frecuencia de 0 s a 6 s. La diferencia entre los dos instrumentos no supera los 0,1 km/s, con una desviación estándar del 6%.
➣Las funciones de correlación cruzada del ruido de fondo calculadas por el instrumento IGU-16HR3C de 5 Hz muestran buena coherencia con el sismómetro nacional de banda ancha dentro del rango de 0,1-0,5 Hz. Además, las curvas de dispersión de velocidad de fase extraídas en 20 segundos también demuestran un patrón consistente entre las dos.
Posicionado como una herramienta de observación sísmica económica, optimizada y eficiente, el sismómetro nodal de período corto demuestra un gran potencial para una amplia aplicación en la investigación sísmica y la predicción de terremotos. Con avances continuos en metodologías de investigación y técnicas analíticas, confiamos en que el sismómetro nodal de período corto asumirá un papel crucial en el futuro de la sismología, impulsando avances significativos en este campo.