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《中国海洋大学》 2014年
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类弹性阻抗反演在海水特性研究中的应用

朱金强  
【摘要】:地震海洋学是近几年兴起的利用多道地震手段研究物理海洋的新方法,凭借在横向分辨率上的优势,该技术已开始应用于海洋锋面、内波、中尺度涡旋等海洋现象的研究。早期的研究主要致力于通过反射地震记录直接描述水团边界,缺少定量化的分析,为了更精细地描述海水特性,地震反演技术被应用到了地震海洋学中。波阻抗反演和全波形反演在海水的特性研究中取得一定效果,但波阻抗反演精度不高,全波形反演目前只限于一维层面,且二者都不能很好地提取密度参数。因此,对精确反演各项水体参数的方法进行研究具有重要意义。 多道地震记录与物理海洋参数间的定量化关系是实现精确反演的基础,基于海水状态方程和Wilson公式,深入分析了各物性参数间的关系,并借助Zoeppritz方程重点研究了各参数对水层反射系数的相对贡献,建立了反射地震与海水物性的复杂联系,为开展海水参数反演提供了理论指导。波阻抗是连接海水参数与反射系数的桥梁,基于液体界面的Zoeppritz方程,推导出了弹性阻抗(EI)在水体中的形式,并将其定义为类弹性阻抗(AEI);针对不同角度下AEI量纲变化大的问题,对AEI做了归一化处理,为开展类弹性阻抗反演奠定了基础。 针对海水密度难以提取等问题,充分利用反射振幅随入射角度变化的信息,发展了利用两个角道集分别提取类弹性阻抗体并联合提取速度、密度的方法。基于海水中参数变化平缓的特点,用五点三次平滑法对反演剖面进行了处理,增强了该方法在实际资料中的适用性,实现了速度、密度的精确反演,为提取温度、盐度参数奠定了基础。根据海水中速度对温度敏感、密度对盐度敏感的特性,提出了速度线性拟合温度、神经网络方法拟合盐度-密度关系的温盐提取方法,突破了只能由速度提取参数的限制,提高了盐度反演的精度。 通过模型测试证明了类弹性阻抗反演方法的可行性和良好的抗噪性能。在实际水层地震资料应用中反演得到高精度的速度、密度、温度、盐度剖面,充分证明该方法在海水特性研究中的优越性,具有较高的实际应用价值。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:P631.46;P733

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【参考文献】
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