重磅｜姚振興院士 謝小碧研究員《理論地震圖方法及其應(yīng)用》出版

由姚振興院士和謝小碧研究員撰寫的重要地震學(xué)著作《理論地震圖方法及其應(yīng)用》一書，近日已由科學(xué)出版社出版。層狀介質(zhì)中地震波激發(fā)和傳播的理論與相應(yīng)計(jì)算方法在地震學(xué)中占有重要地位，本書系統(tǒng)闡述了相關(guān)內(nèi)容。盡管目前已發(fā)展出眾多可在完全離散條件下計(jì)算復(fù)雜地球模型中地震波傳播的數(shù)值方法，但利用廣義反射透射系數(shù)矩陣和離散波數(shù)方法，研究均勻彈性水平層狀介質(zhì)模型中的波場激發(fā)與傳播，仍具有重要且獨(dú)特的作用。

其重要性一方面源于，地球常可近似視為隨深度變化的層狀介質(zhì)，基于該模型得到的波動(dòng)解能較好地反映地震波在實(shí)際地球中的傳播特征；另一方面，分層介質(zhì)模型中各層本身均勻，適用于均勻介質(zhì)的波動(dòng)方程。在頻率?波數(shù)域中，各層內(nèi)的基本解可直接以解析形式表達(dá)，而整個(gè)模型的波動(dòng)解可通過自由面邊界條件、半空間邊界條件、震源間斷條件及各層間銜接條件，將各層波場連接而得到。此類半解析方法能清晰揭示波動(dòng)解的數(shù)學(xué)表達(dá)與波動(dòng)物理過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，例如：不同震源形式對(duì)P波和S波的貢獻(xiàn)及其輻射花樣；P波和S波在界面反射、透射和轉(zhuǎn)換的精確表達(dá)式；解釋面波成因的本征值問題的建立，以及本征值和本征函數(shù)的物理意義等。此外，由于該方法具有較高的精度，其計(jì)算結(jié)果常被用于檢驗(yàn)其他方法的準(zhǔn)確性。正因如此，分層介質(zhì)中的地震波理論始終在地震學(xué)中占據(jù)重要地位。

全書共分十一章，分別介紹彈性介質(zhì)中波動(dòng)方程的導(dǎo)出、層狀介質(zhì)中彈性波問題的求解、地震震源的表達(dá)方式、利用廣義反射透射系數(shù)矩陣與離散波數(shù)方法計(jì)算地震波傳播、廣義射線理論、地震面波理論、斷層活動(dòng)產(chǎn)生靜態(tài)位移場的計(jì)算、地震波衰減，以及上述理論在研究震源過程和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。本書著重于從與地震波激發(fā)和傳播有關(guān)的物理過程出發(fā)，逐步引入與物理過程相聯(lián)系的數(shù)學(xué)表達(dá)，并特別注重給出適合用計(jì)算機(jī)求解的數(shù)學(xué)形式。本書的另一特點(diǎn)是包含豐富的數(shù)值計(jì)算實(shí)例。這些計(jì)算實(shí)例是對(duì)書中所述理論系統(tǒng)的延伸，同時(shí)也介紹了理論公式、數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)際地震觀測資料之間的聯(lián)系，因而是理論系統(tǒng)與實(shí)際應(yīng)用之間的重要橋梁。

本書可以作為理論地球物理和勘探地球物理領(lǐng)域的研究生或科研人員學(xué)習(xí)、研究地震學(xué)的參考書。特別是，有關(guān)研究人員已在近期發(fā)布了一套基于本書方法的開源軟件包，可實(shí)現(xiàn)全書大部分計(jì)算，可供有興趣的讀者方便將本書內(nèi)容應(yīng)用于實(shí)際問題。

作者介紹

本書第一作者姚振興為中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員。他長期從事與地震學(xué)有關(guān)的研究工作，范圍涵蓋地震學(xué)的眾多方面，包括理論地震學(xué)、觀測地震學(xué)，以及通過分析地震數(shù)據(jù)研究震源過程、地球內(nèi)部構(gòu)造及與此相關(guān)的動(dòng)力學(xué)過程等。同時(shí)，他也長期致力于發(fā)展地震波計(jì)算中的數(shù)值方法，是我國計(jì)算地震學(xué)的先行者和開拓者。除研究工作外，姚振興院士還長期從事地震學(xué)教學(xué)以及對(duì)研究生的培養(yǎng)工作。本書的主要內(nèi)容即源自他在中國科學(xué)院研究生院講授地震波傳播理論時(shí)所撰寫的教材。

本書的另一位作者謝小碧為美國加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校地球和行星物理研究所研究員。他的研究工作涵蓋觀測地震學(xué)、理論地震學(xué)和應(yīng)用地震學(xué)領(lǐng)域的諸多方面。他在計(jì)算地震學(xué)方面積累了豐富的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，致力于發(fā)展地震波模擬、地震成像和反演方法，并將這些方法用于分析天然地震和地震勘探數(shù)據(jù)，以獲取來自地下的信息。

本文摘編自《理論地震圖方法及其應(yīng)用》一書，有刪減，圖片來源于該書，標(biāo)題為編者所加。

《理論地震圖方法及其應(yīng)用》

ISBN 978-7-03-084998-4
姚振興 謝小碧 著

責(zé)任編輯：周 丹 沈 旭

審圖號(hào)：GS 京(2026)0270 號(hào)

（本文編輯：洪弘）

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