Group Velocity Measurements of Earthquake Rayleigh Wave by S Transform and Comparison with MFT

Mediciones de velocidad grupal de la onda de Rayleigh del terremoto por transformación S y comparación con MFT

Con base en ondas sintéticas Rayleigh a diferentes distancias epicentrales y en ondas sísmicas Rayleigh reales, en este trabajo se emplea la transformada S para medir la velocidad de grupo de este tipo de ondas y se compara con la Técnica de Filtrado Múltiple (MFT, por sus siglas del inglés, del nomre Multiple Filter Technique), que es el método más utilizado para las mediciones de velocidad de grupo. Cuando el periodo es mayor a 15s, especialmente de 40s, la transformada S tiene mayor precisión que MFT, para todas las distancias epicentrales. Cuando el periodo es menor o igual a 15s, la precisión de la transformada S es menor que MFT para distancias epicentrales de 1000 km y 8000 km (especialmente 8000 km). La precisión de estos dos métodos es similar para otras distancias epicentrales. En general, la transformada S es más precisa que MFT. Además, MFT depende predominantemente del valor del parámetro de filtro gaussiano α, pero la transformada S es autoadaptativa. Por lo tanto, la transformada S es un método más estable y preciso que MFT para la medición de la velocidad de grupo de las ondas sísmicas Rayleigh.

INTRODUCCIÓN

La tomografía de ondas superficiales de terremotos se ha convertido en una poderosa herramienta para obtener imágenes de las estructuras profundas de la corteza y el manto superior debido a sus características de dispersión. La medición de las velocidades de grupo de alta calidad o las velocidades de fase de la onda superficial, como la onda Rayleigh, es una base clave para la tomografía de ondas superficiales. Actualmente, existen algunos métodos para medir las velocidades de grupo de las ondas superficiales, como el Análisis de Ventana Móvil (MWA) (Landisman et al., 1969), la Técnica de Filtros Múltiples (MFT) (Dziewonski et al., 1969) y la Transformada Continua de Ondas (CWT) (Jiang et al., 2017), de las cuales la MFT es la más utilizada (Ritzwoller y Levshin, 1998; Zhu y otros, 2002; Huang y otros, 2003; Cho y otros, 2007; Li y otros, 2009; Saygin y Kennet, 2010; Rindraharisaona y otros, 2017; Tang y otros, 2018; Lu y otros, 2018; Mechie y otros, 2019).

En 1969, Landisman et al. propusieron la MWA utilizando una ventana rectangular en el dominio del tiempo. Ese mismo año, Dziewonski et al. presentaron la MFT utilizando un filtro gaussiano en el dominio de la frecuencia. Cuando se toma el filtro gaussiano en lugar de la ventana rectangular en el dominio del tiempo, la MWA es equivalente a la MFT en el dominio de la frecuencia. La MFT, un método comúnmente utilizado, depende predominantemente del valor del parámetro del filtro gaussiano α, y se han realizado muchas investigaciones (Inston et al., 1971; Cara, 1973; Nyman & Landisman, 1977; Herrmann & Ammon, 2004; Kolínsky, 2004; Zhu et al., 2007; Chen et al., 2014; Jiang et al., 2019).