三维动态破裂模拟中等效近场角频率分析揭示源复杂性
摘要：地震动力破裂模拟生成的合成波形考虑了非线性源、路径和场地复杂性。在这里，我们以一种新颖的方式分析来自3D动力破裂模拟的数百万个空间密集波形，以揭示地震物理学的频谱特征。我们定义了一个类似于布伦(Brune)型的近场角频率($f_c$)来分析地面运动谱的空间变化，并揭示其与源复杂性的联系。首先，我们研究了一个简单的3D剪切型设置，包括一个粗糙面和一个障碍物，并展示了源性质与$f_c$变化之间的基本关系。接下来，我们分析了通过三个高分辨率动力破裂模拟生成的>13,000,000个合成近场强震波形，分别是2019年Ridgecrest震中的$M_w$ 7.1主震、Searles Valley的$M_w$ 6.4前震和1992年Landers地震的$M_w$ 7.3。所有情景考虑了3D断层几何形态、地形、断层外塑性、黏弹性衰减、3D速度结构，并解决了1-2 Hz的频率。我们的分析揭示了 $f_c$的显著和局部提升模式，特别是在垂直分量中。我们验证了这种$f_c$在观测到的近断层谱中的可变性。通过等时线分析，我们确定了解释提升的$f_c$的复杂动力学机制，并且导致了意外的冲击、局部化的垂直地面运动。尽管垂直高频也与路径效应、破裂指向性和多个破裂前缘的合并有关，但我们表明，它们主要是由于由于断层非均质性或几何复杂性导致的转角旋转的破裂面减速而引起的。我们的研究结果突显了空间密集地面运动观测在从近场数据直接推动我们对地震物理学的理解方面的潜力。
作者：Nico Schliwa and Alice-Agnes Gabriel
论文ID：2307.02601
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2023-07-07