分類: 物理 常識(shí)詞典 編輯 : 常識(shí) 發(fā)布 : 11-08

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陷在近地表地層內(nèi)，沿著地表面前進(jìn)的震波。接近地表地層如平原區(qū)沖積層，傳波速度較低，震波進(jìn)入後因全反射而成為陷波。當(dāng)累積的陷波愈來(lái)愈多時(shí)，互相干涉使地層產(chǎn)生共振，能量匯聚并沿著地表往外傳遞，就成為表面波。表面波之振幅以近地表最大，隨著深度呈指數(shù)衰減。震源愈近地表，愈容易產(chǎn)生表面波。

地下構(gòu)造中每個(gè)地層都有可能陷住一部分的波，只是近地表低速層之陷波作用較為顯著，這些陷波合在一起，成為沿地表傳遞的表面波波包。表面波波包中不同的頻率反映出不同地層的共振，頻率愈低通常牽涉到的深度愈深，速度也就愈大。表面波的波包中，不同頻率的成分有不同的速度，稱為頻散。頻散現(xiàn)象是表面波的特徵，分析表面波的頻散現(xiàn)象，可以逆推出不同深度的震波速度，是表面波研究最有用的部分。數(shù)十或數(shù)百秒振動(dòng)周期的表面波可以分析上部地函構(gòu)造，例如軟流圈的低速帶可由表面波研究發(fā)現(xiàn)。

表面波分為雷利波（Rayleigh wave）及洛夫波（Love wave）。震波入射到界面時(shí)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)可分解成3個(gè)方向的分量：前後振動(dòng)之P分量，在入射面之SV分量，及垂直入射面之SH分量。因P分量與SV分量都在入射面上，故二者之能量會(huì)糾纏在一起，成為P-SV之振動(dòng)方式，如此形成的表面波稱為雷利波，雷利波只在垂直及徑向之方向上振動(dòng)，傳波質(zhì)點(diǎn)之運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，垂直向地震儀收到的表面波都是雷利波，在震波測(cè)勘法中稱為地面波。SH分量則因垂直入射面，與其他兩個(gè)分量不相干，可以獨(dú)立出來(lái)振動(dòng)及傳遞，傳波質(zhì)點(diǎn)之運(yùn)動(dòng)軌跡為剪切，其形成之表面波稱為洛夫波，在與入射面垂直之切線方向，才收得到洛夫波。洛夫波只含有S波的特性，與P波無(wú)關(guān)，振動(dòng)方式較為單純。

因表面波沿地表呈兩度空間擴(kuò)散的方式傳播，相較於體波在三度空間傳遞，其衰減程度要慢一些，故遠(yuǎn)距離時(shí)，表面波能量會(huì)大於體波，在大於1,000公里的遠(yuǎn)距離地震紀(jì)錄很容易出現(xiàn)，跟在S波的後面。與體波比較，表面波振福大，頻率低，速度慢。通常是震源深度5倍以上之距離，且層狀構(gòu)造明顯處，表面波才長(zhǎng)得出來(lái)，在長(zhǎng)周期地震儀紀(jì)錄上很明顯。

表面波研究適合用在數(shù)千公里范圍的地下構(gòu)造，臺(tái)灣東邊的菲律賓海板塊有過(guò)詳細(xì)的表面波分析，由獲得的速度構(gòu)造，探討板塊運(yùn)動(dòng)之演化。近年來(lái)，利用較短周期的表面波也研究盆地及平原地區(qū)之淺部低速度層構(gòu)造，如臺(tái)北盆地。近年來(lái)，利用微地動(dòng)產(chǎn)生的表面波，探測(cè)淺層數(shù)十或數(shù)百公尺深的S波速度構(gòu)造，已成功的應(yīng)用在都會(huì)區(qū)的場(chǎng)址安全調(diào)查上。

超大地震發(fā)生後，震波可以流竄到整個(gè)地球，甚至造成地球共振，產(chǎn)生振動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的表面波，稱為自由震蕩（free oscillation）。自由震蕩反映出地球內(nèi)部整體構(gòu)造，尤其是下部地函或地核，是探討地球核心的利器。

中文關(guān)鍵字：陷波 , 雷利波 , 洛夫波 , 頻散 , 地面波

英文關(guān)鍵字trapped wave , Rayleigh wave , Love wave , dispersion , ground roll

參考資料

Sheriff, R. E. 1992. Encyclopedic dictionary of applied geophysics. Tulsa, Okla.: Society of Exploration Geophysicists.Lay, Thorne and Terry C. Wallace, eds. 1995. Modern Global Seismology. San Diego: Academic Press.Shearer, Peter M. 1999. Introduction to Seismology. Cambridge, New York: Cambridge University Press.4. Lowrie, W. 1997. Fundamentals of Geophysics. New York: Cambridge University Press. U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program。2009年8月25日讀取。earthquak。中央氣象局。2009年8月25日讀取。.cwb。

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