地質地球所推出地震彈性波的保結構模擬新方法

　　就地震學研究領域而言，非均勻介質中的地震波高精度模擬是不可或缺的。然而，這類模擬也是地震學研究領域內的難題之一。就發展地震反演及高分辨地震波成像方法而言，必須盡可能完美地解決地震波模擬問題。此外，對于地震波長時程計算（如全球尺度地震波高精度模擬、地球自由震蕩模擬及地震噪聲傳播模擬等）而言，其模擬方法的長時程性能亟待大幅提高。

　　中科院地質與地球物理研究所李小凡研究員在繼標量波保結構模擬方法的建立之后，又推出了一個適用于高效、高精度模擬地震彈性波場的、基于辛格式離散奇異褶積微分算子的新方法(SDSCD)。經優化截斷，該方法提供了一個局部化短算子，使其在處理復雜非均勻介質中的波場問題時可保留波場的精細結構，避免介質中出現參數間斷時的非因果影響。該方法具有保結構特性，適用于高精度、長時程數值模擬等優點。本研究中的數值實驗結果表明，該方法穩定性高、壓制數值頻散的性能優異，并適用于長時程彈性地震波場模擬研究。

　　該研究成果近期已發表在國際知名的地球物理學期刊Geophysical Journal International上（Li et al. Structure-preserving modelling of elastic waves: a symplectic discrete singular convolution differentiator method. Geophysical Journal International. 2012, 188: 1382–1392）。

　　圖1：不同波場模擬方法比較（a）非均勻介質模型；（b）SDSCD方法的模擬；（c）偽譜法的模擬結果。

　　圖2：長時程模擬性能比較。左側為SDSCD的模擬結果，右側為偽譜法的模擬結果。