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利用地震剖面获取海水层温度、盐度、密度等物理参数成为地震海洋学研究的一个重要问题.本文提出了以CTD(Conductivity-Temperature-Depth)温盐深剖面仪观测资料为约束的波阻抗、温-盐结构反演方法.该方法包括两个步骤:首先把少量的CTD作为"约束井"进行地震数据的波阻抗反演;然后利用从CTD资料获得的研究海区的温-盐关系式,结合波阻抗数据反演得到温度和盐度剖面.通过合成数据的试算表明,基于少量的CTD资料控制,利用地震数据可以反演得到高分辨率的二维温度、盐度结构.基于地震数据的温-盐结构反演方法有望弥补传统物理海洋学观测方法的不足,为海洋学研究提供大量的基础数据,有广泛的应用前景. 相似文献
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通过地震海洋学联合调查航次，获得了同时采集的高分辨率多道地震数据与水文数据（XBT）联合调查数据.通过针对性处理获得了清晰的海洋水体反射地震剖面，捕捉到南海东北部次表层涡旋，证明了该调查方法的有效性.利用背景场约束反演方法得到海水的波阻抗、声速、密度、温度和盐度剖面，揭示了涡旋具有相对低速、高密、低温与高盐特征.处理和反演结果表明，在浅部和部分噪声较强和无约束反演区域，结果误差较大，可靠性较低.调查结果说明，获得较高信噪比的原始高分辨率地震资料采集技术方法、联合约束数据的获取、针对性的特殊处理方法和有效的反演方法是地震海洋学资料有效分析利用的重要保证. 相似文献
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地震剖面与海水物性之间的关系是地震海洋学亟待研究的关键问题之一.本文选取地中海涡旋、各大洋不同纬度和南海东北部不同月份的三组CTD资料,按海域、季节和深度对法向相对贡献进行计算和分析,并从地中海涡旋CTD资料中选取典型温盐界面进行非法向相对贡献的研究.结果表明声速和温度的平均法向相对贡献随着海域、季节和深度呈相似性变化,其变化范围主要由相邻海水团之间的物性差异决定,分别为78%~94%和74%~98%.声速和温度(密度和盐度)的非法向相对贡献随着入射角的增加而增大(减小).用于反演的叠前地震数据应尽量包含较宽入射角范围的道集,特别是对于相对贡献较小的密度和盐度,包含小入射角的地震道对提高反演结果的精度尤为重要.通过对比地中海涡旋的Turner角剖面和相对贡献结果,发现Turner角对相对贡献具有很好的指示作用,其密度和盐度相对贡献较大的区域对应于Turner角为-45°的双稳定区域与扩散对流区域的边界附近,在此区域的密度比为零或较小.南北极附近海域的密度比较小,从而导致高纬度站位出现声速和温度相对贡献偏小的现象.南海东北部冬季表层海水的温度和声速相对贡献偏大则可能是由于黑潮侵入导致海水层温度差异及密度比变大引起. 相似文献
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本文利用地震海洋学新的反演结果,对地中海涡旋的温度、密度、声速以及波阻抗等物理性质进行了详细的分析与讨论,特别对地中海涡旋的一些细结构、混合过程进行了相关描述.研究分析取得以下认识:(1)涡旋具有涡旋核心水与涡旋混合水双层结构,这种结构特征可以在温度图、声速图和波阻抗图中识别出来;(2)涡旋核心水并不是均匀的稳定结构,内部有微弱的混合作用;(3)在涡旋上部以及周围边缘区域,海水的混合比较复杂;在涡旋下部边缘区域,除了有小尺度的盐指混合,内波也是非常重要的动力混合作用;(4)海水密度在涡旋核心水的分布比较稳定,成层性较强,在混合水区域由于不同的混合作用及其强烈程度不同,会发生波动甚至反转;(5)涡旋本身并不是一个严格对称的结构,涡旋与背景海水的上部以及周围边界比较模糊和复杂,而涡旋下部边界则比较明显.地震海洋学反演提供的涡旋物理性质数据能够为涡旋进一步的研究提供更为准确、更高精度以及更高分辨率的参考数据,同时对涡旋的运动学以及动力学研究提供了更进一步的研究方法和研究方向. 相似文献
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地震海洋学是通过传统反射地震勘探方法研究物理海洋学的一种新方法.相对于传统的接触式温盐深测量方法,该方法具有较高的横向分辨率和能快速对整个海水剖面成像等优点,是一种非常有前途的新方法.本文将详细阐述反射地震方法在探测海洋锋温盐细结构、刻画水团边界、海洋内波、黑潮等方面的研究进展.目前海水层温度差异主要通过叠加剖面的反射轴振幅计算得到,但是叠加剖面并没有做真振幅处理.为了解决计算过程中的误差,最后提出在地震海洋学仲利用真振幅偏移结果可以使计算更加合理的设想. 相似文献
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地震海洋学是利用反射地震方法探测海水温盐结构的一门新兴交叉学科．其主要优势在于水平方向的分辨率较高，能够弥补传统物理海洋学观测在时空尺度上的缺陷，为研究温盐结构、海洋动力过程提供了一种可视化手段．本文将追溯地震海洋学的发展历程，详细阐述近年在地震剖面和海水温盐结构的关系、内波、地中海涡旋、潜流等海洋学现象研究以及在海水温度结构反演、地震波模拟等定量研究方面的最新进展．最后展望地震海洋学今后的发展，阐述了未来可能取得突破的7个研究领域，如混合，内波的3D波包等． 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(4)
本文首次提出了一套从反射地震数据提取反射强度、反射体倾角和反射体波动振幅等属性参数的方法,并将其应用到南海西南海域.计算结果进一步表明南海西南海域在夏季主要的海洋学现象为西南季风诱发的冷流.它首先在越南东部海域自南向北流动,然后在约12°N附近开始向东弥散.海表面表现为温度低异常和海面高度低异常;水体内部则表现为以温度低异常为特征的底层冷水上涌.同时,由于地震海洋学数据具有高横向分辨率和全海洋深度成像的优点,从计算结果中还可以识别出3个视宽度为~20 km的上升流区;其上涌的视幅度约为50~150 m,且在不同的深度具有各自的特点.我们的结果可以为南海西南海域夏季上升流的精细化、定量化研究提供必不可少的数据支持;这套方法在其他海域的扩展应用也有望成为研究海水垂向分布横向变化的有力工具. 相似文献
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叠后地震数据的谱反演处理技术及其应用浅析 总被引：1，自引：0，他引：1
受限于现有三维地震资料的分辨能力,薄储层、小断裂等小尺度地质目标识别难题始终影响着岩性油气藏勘探开发的精度.基于高分辨地震分频技术的谱反演处理技术为提高薄层识别与预测精度提供了一条新的思路和方法.在原始叠后地震数据基础上开展谱反演处理,可获得全频带地震反射系数序列数据.该数据具有很高的分辨率,完全可以用于微小级别地质体及地质体内部细节的描述与形态刻画.本文对谱反演处理技术的基本原理和实现方法进行了简要阐述,并将其应用到实际生产资料中.实例应用表明,谱反演处理获得的反射系数数据成果分辨率非常高,可清晰识别目标薄储层反射特征及各类层序变化边界,有较强的实用和应用价值. 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(4)
使用Zelt和Barton的方法,通过一个计算效率高的有限差分求解eikonal方程,正演计算走时和射线路径.使用最小二乘QR分解法,求解稀疏线性系统方程组.使用正则化层析反演,结合用户给定的最小的、最平坦和最平滑的扰动限制,每一个加权因子随深度变化.结合数据残差和模型粗糙度的最小化,为数据残差提供一个最平滑的近似模型.该反演方法为非线性反演,需要一个初始模型,在每一次迭代时,需要计算新的射线路径.使用二维初至走时数据,对某油田二维井间地震实际资料进行无限频率初至走时层析反演.将反演所得到的速度与井的测井速度曲线相比较,二者吻合程度较高,表明该反演方法所得速度的分辨率比较高.证实了二维无限频率初至走时层析反演可以为全波形反演提供一个分辨率较高的长波长速度模型,从而为全波形反演井间地震实际资料提供了一个比较可靠的初始速度模型. 相似文献
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通过对南海北部与西部大量反射地震剖面海水层部分进行再处理,与以往地震海洋学主要关注海水层内部的反射结构不同,本文重点对海底附近水体的各种复杂反射地震特征进行分类、分析与总结.与传统对海底边界层的定义不同,我们将海底边界附近的水体称之为海底边界层.本文利用传统地震相分析方法,分析海底边界层各种复杂反射地震结构的几何形态、内部反射结构、连续性、振幅以及视频率特征,结合过去相关的地震海洋学研究成果、海底边界层理论与其它各种海底附近作用/过程,不仅对中尺度涡旋、内孤立波和背风波在地震剖面上的反射地震特征进行了归类与分析,并推断最新发现的一些反射地震特征可能揭示的各种海洋作用/过程,例如不同的地震相特征可能反映了海底湍流边界层,海底沉积物再悬浮,天然气渗漏羽状流和麻坑内部异常上升流相关海底界面作用过程.结果分析表明,地震海洋学方法不仅能够对海洋内波、涡旋等物理海洋现象进行研究,同时也能够对海底附近各种复杂海洋作用/过程进行成像,从而拓展了地震海洋学的研究领域,一定程度上也能为过去不能有效对海底边界面发生的各种冷泉热液活动、生物和沉积等作用过程进行现场观测提供新的探测方法和研究视角. 相似文献
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Semiautomatic and Automatic Cooperative Inversion of Seismic and Magnetotelluric Data 总被引：1，自引：1，他引：0
Cuong V. A. Le Brett D. Harris Andrew M. Pethick Eric M. Takam Takougang Brendan Howe 《Surveys in Geophysics》2016,37(5):845-896
Natural source electromagnetic methods have the potential to recover rock property distributions from the surface to great depths. Unfortunately, results in complex 3D geo-electrical settings can be disappointing, especially where significant near-surface conductivity variations exist. In such settings, unconstrained inversion of magnetotelluric data is inexorably non-unique. We believe that: (1) correctly introduced information from seismic reflection can substantially improve MT inversion, (2) a cooperative inversion approach can be automated, and (3) massively parallel computing can make such a process viable. Nine inversion strategies including baseline unconstrained inversion and new automated/semiautomated cooperative inversion approaches are applied to industry-scale co-located 3D seismic and magnetotelluric data sets. These data sets were acquired in one of the Carlin gold deposit districts in north-central Nevada, USA. In our approach, seismic information feeds directly into the creation of sets of prior conductivity model and covariance coefficient distributions. We demonstrate how statistical analysis of the distribution of selected seismic attributes can be used to automatically extract subvolumes that form the framework for prior model 3D conductivity distribution. Our cooperative inversion strategies result in detailed subsurface conductivity distributions that are consistent with seismic, electrical logs and geochemical analysis of cores. Such 3D conductivity distributions would be expected to provide clues to 3D velocity structures that could feed back into full seismic inversion for an iterative practical and truly cooperative inversion process. We anticipate that, with the aid of parallel computing, cooperative inversion of seismic and magnetotelluric data can be fully automated, and we hold confidence that significant and practical advances in this direction have been accomplished. 相似文献
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反射地震方法一般用于地下地质结构的探测.本文采用南海东北部的一条地震测线记录,通过对水体反射信号的处理,获取了该测线上海水的声速剖面,并获得了海水水体结构的直观图像.在反射地震剖面上,可以看出南海东北部上层海水结构较为稳定,没有明显的水体侵入痕迹,但中、深层海水中内波较为发育,这与物理海洋学上的研究结果是一致的.本文通过设计合理的数据模型说明了地震海洋学这种方法的可行性,并对地震海洋学的工作方法和方向上提出了一些意见和建议. 相似文献
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本文基于对南海东北部东沙海域近期采集的多道反射地震资料进行重新处理获得新的地震海洋学数据,分析了该海域内孤立波/内孤立波包、沙丘上方和陡坎附近特殊反射结构特征,从而提供了新的海水层与海底相互作用依据.研究结果表明,除之前已发表文章中地震海洋学资料显示存在的第一模态内孤立波/波包和沙丘上方常见的反射样式-披毛状发射外,地震海洋学资料上还发现了第二模态内孤立波、陡坎上方的上抬型波动反射结构样式.在新的地震海洋学数据中,第一模态内孤立波振幅均小于50 m,宽度上都小于5 km,单个内孤立波的最大振幅约为45 m.内孤立波包的内孤立波振幅都相对较小,均小于40 m,并且与之前不同的是,彼此之间振幅相差不大,没有明显的排列规律.此次地震海洋学数据记录到的第二模态内孤立波,形态较为完整,上层和下层反射的振幅相差不大,在30 m左右;中间层大约在水深130 m位置处,垂向结构的整体大小大于200 m.沙丘上方反射结构普遍存在弱反射层,可能是湍流边界层,并且存在特殊反射样式-披毛状反射.但并不是沙丘上方都存在披毛状反射样式,本文分析它出现在地震海洋学资料上可能是受测线与沙丘走向之间夹角的影响.陡坎区域的水层反射结构则表现为上抬型波动,并常常伴随着同相轴连续性的变化.该波动的大小及反射同相轴的连续性可能取决于陡坎的高度/坡度及水层动力的强度,新数据中出现的一个上抬型波动,高度达20~30 m,它的附近水层还存在一个形态不完整的内孤立波.陡坎附近的水层反射也常常出现弱反射带和小的波动. 相似文献
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中尺度涡是重要的海洋学现象,它在很大程度上影响着海洋内部的能量传递过程.由于传统海洋学观测手段的固有局限性,一直以来对中尺度涡观测和研究的程度都比较低.地震海洋学的诞生和发展为海洋学观测提供了一个全新的手段.对南海的历史地震数据重新处理后,我们首次在本研究海域的地震剖面上看到了透镜状结构.它位于南海西南次海盆(~113.6°E,11.4°N),中心深度约为450 m,中心厚度约为300 m,半径约为55~65 km,具有典型的中尺度涡特征,综合解释为反气旋.我们利用地震海洋学方法估算了地转剪切,结合来自于卫星高度数据的海表面地转流速度进一步得到了绝对流速的垂向剖面.结果显示,流速的最大值约为0.7 m/s,出现在400~450 m处,对应于涡旋的中心深度;西北部分为正,东南部分为负,整体呈现出顺时针的转动方向,说明了它是一个反气旋结构. 相似文献
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Franco Macchioli-Grande Fabio Zyserman Leonardo Monachesi Laurence Jouniaux Marina Rosas-Carbajal 《Geophysical Prospecting》2020,68(5):1633-1656
In glacial studies, properties such as glacier thickness and the basement permeability and porosity are key to understand the hydrological and mechanical behaviour of the system. The seismoelectric method could potentially be used to determine key properties of glacial environments. Here we analytically model the generation of seismic and seismoelectric signals by means of a shear horizontal seismic wave source on top of a glacier overlying a porous basement. Considering a one-dimensional setting, we compute the seismic waves and the electrokinetically induced electric field. We then analyse the sensitivity of the seismic and electromagnetic data to relevant model parameters, namely depth of the glacier bottom, porosity, permeability, shear modulus and saturating water salinity of the glacier basement. Moreover, we study the possibility of inferring these key parameters from a set of very low noise synthetic data, adopting a Bayesian framework to pay particular attention to the uncertainty of the model parameters mentioned above. We tackle the resolution of the probabilistic inverse problem with two strategies: (1) we compute the marginal posterior distributions of each model parameter solving multidimensional integrals numerically and (2) we use a Markov chain Monte Carlo algorithm to retrieve a collection of model parameters that follows the posterior probability density function of the model parameters, given the synthetic data set. Both methodologies are able to obtain the marginal distributions of the parameters and estimate their mean and standard deviation. The Markov chain Monte Carlo algorithm performs better in terms of numerical stability and number of iterations needed to characterize the distributions. The inversion of seismic data alone is not able to constrain the values of porosity and permeability further than the prior distribution. In turn, the inversion of the electric data alone, and the joint inversion of seismic and electric data are useful to constrain these parameters as well as other glacial system properties. Furthermore, the joint inversion reduces the uncertainty of the model parameters estimates and provides more accurate results. 相似文献