理论全球地震学
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作者赵里
出版社科学出版社
ISBN9787030742476
出版时间2024-06
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定价398元
货号1203312246
上书时间2024-08-08
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前言
第1章 历史引言 1
1.1 早期理论研究 1
1.2 观测时代的开端 4
1.3 球对称地球模型的完善 5
1.4 震源机制确定 8
1.5 面波 9
1.6 横向不均匀性 11
第一部分 基础理论
第2章 连续介质力学 15
2.1 欧拉变量与拉格朗日变量 15
2.2 形变的度量 16
2.3 体积与面积变化 19
2.4 雷诺传输定理 20
2.5 应力的度量 21
2.6 欧拉守恒定律 23
2.6.1 质量守恒 23
2.6.2 动量守恒 24
2.6.3 角动量守恒 25
2.6.4 能量守恒 26
2.6.5 边界条件 27
2.6.6 转动参照系 28
2.7 拉格朗日守恒定律 28
2.7.1 质量守恒 28
2.7.2 动量守恒 29
2.7.3 角动量守恒 30
2.7.4 能量守恒 30
2.7.5 边界条件 31
2.8 重力势函数理论 32
2.8.1 泊松方程 32
2.8.2 离心势函数 33
*2.8.3 引力应力张量 33
*2.9 引力势能 33
2.10 弹性本构关系 35
第3章 运动方程 39
3.1 平衡地球模型 39
3.2 线性微扰 41
3.2.1 欧拉微扰和拉格朗日微扰 41
3.2.2 形变的线性分析 42
3.2.3 体积微扰和面积微扰 43
3.2.4 应力微扰 43
3.2.5 引力微扰 44
3.3 线性化的守恒定律 45
3.3.1 线性化连续性方程 45
3.3.2 线性化动量方程 45
3.4 线性化的边界条件 47
3.4.1 运动学边界条件 47
3.4.2 动力学边界条件 47
3.4.3 引力边界条件 50
*3.4.4 二阶切向滑动条件 51
3.5 线性化的势函数理论 51
3.5.1 线性化泊松方程 52
3.5.2 线性化积分关系 52
*3.5.3 引力应力张量增量 53
3.6 线性化的弹性本构关系 53
3.6.1 弹性应变能密度 54
3.6.2 弹性张量 56
*3.6.3 体波传播速度 58
3.7 哈密顿原理 60
3.7.1 位移变分原理 61
3.7.2 位移-势函数变分原理 63
3.8 能量守恒 64
*3.9 能量收支 66
*3.9.1 动能 66
*3.9.2 弹性能 67
*3.9.3 引力能 67
*3.9.4 总能量 68
*3.9.5 相对动能和势能 69
*3.9.6 长期稳定性 70
*3.10 第一性原理变分分析 70
3.11 流体静力学地球模型 72
3.11.1 理论的适用性 72
3.11.2 运动方程和边界条件 73
3.11.3 哈密顿原理 75
3.11.4 能量守恒 76
3.11.5 相对动能和势能 77
第4章 简正模式 79
4.1 无自转地球模型 79
4.1.1 埃尔米特算子方法 80
4.1.2 正交归一性 81
4.1.3 瑞利原理 81
4.1.4 拉格朗日量密度与能量密度 83
4.1.5 动力学稳定性 84
*4.1.6 刚体模式与地转模式 85
4.1.7 格林张量 86
4.1.8 对暂态力的响应 87
*4.2 自转地球模型 89
*4.2.1 正交归一性 89
*4.2.2 转化为标准本征值问题 90
*4.2.3 瑞利原理 92
*4.2.4 动力学稳定性 94
*4.2.5 刚体模式与地转模式 94
*4.2.6 格林张量 95
*4.2.7 对暂态力的响应 97
*4.2.8 自转速率的变化 99
4.3 流体静力学地球模型 100
4.3.1 埃尔米特性与正交归一性 100
4.3.2 瑞利原理 101
4.3.3 拉格朗日量密度与能量密度 101
4.3.4 弹性能与引力能 102
4.3.5 无引力的极限情形 102
*4.4 理想地震仪的响应 103
第5章 震源的表述 105
5.1 应力过剩 105
5.2 地震的断层震源 109
5.2.1 基本观念 109
5.2.2 分布理论 110
5.2.3 理想断层 112
*5.3 伯里奇-诺波夫方法 115
5.4 点源近似 119
5.4.1 地震矩张量 119
5.4.2 矩心矩张量 120
5.4.3 偏矩张量与双力偶震源 122
5.4.4 沙滩球 124
5.4.5 震源时间函数 127
*5.4.6 疑难震源 129
*5.5 地震的能量平衡 132
*5.5.1 净能量释放 132
*5.5.2 释放能量的耗散 133
*5.5.3 地震能量 135
*5.5.4 讨论 137
第6章 非弹性与衰减 139
6.1 线性各向同性非弹性 139
6.1.1 蠕变和应力松弛函数 140
6.1.2 谐波变化 142
6.1.3 弹簧和阻尼器 143
6.1.4 麦克斯韦固体与开尔文-沃伊特固体 144
6.1.5 标准线性固体 145
6.1.6 能量耗散与Q 146
*6.1.7 克拉默斯-克勒尼希关系 148
6.1.8 松弛谱与迟滞谱 150
6.1.9 近似关系 150
*6.1.10 常数Q吸收带模型 152
*6.1.11 严格的常数Q模型 154
*6.1.12 幂律Q模型 155
*6.1.13 实频轴附近的行为 156
6.1.14 体变与剪切品质因子 156
6.2 无自转非弹性地球 158
6.2.1 对偶性与双正交归一性 158
6.2.2 瑞利原理 159
6.2.3 格林张量 160
*6.3 自转非弹性地球 163
*6.3.1 对偶性和双正交归一性 163
*6.3.2 瑞利原理 164
*6.3.3 格林张量 165
6.4 流体静力学非弹性地球 168
6.5 矩张量响应 169
第7章 瑞利-里茨方法 171
7.1 无自转弹性地球 171
*7.2 自转弹性地球 174
7.3 无自转非弹性地球 178
*7.4 自转非弹性地球 179
7.5 流体静力学地球 181
*7.6 微扰的影响 181
7.7 对矩张量源的响应 183
第二部分 球对称地球
第8章 球型和环型振荡 187
8.1 符号变更 187
8.2 SNREI地球模型 187
8.2.1 引力和流体静力学压强 189
*8.2.2 布伦特-维赛拉频率 190
8.3 运动方程 191
8.4 瑞利原理 192
8.5 能量收支与稳定性 193
8.6 径向标量方程 194
8.6.1 方法1：矢量球谐函数 195
8.6.2 解耦与简并 197
*8.6.3 方法2：广义球谐函数 198
8.6.4 方法3：瑞利原理 201
8.6.5 正交归一性 203
8.7 环型振荡 203
8.7.1 环型能量 204
*8.7.2 平凡模式 204
8.7.3 一阶径向方程组 204
*8.7.4 均匀球体 205
8.7.5 数值积分 205
8.7.6 环型模式展示 206
8.8 球型振荡 210
8.8.1 球型能量 210
*8.8.2 平凡模式 211
8.8.3 一阶径向方程 211
8.8.4 液态区域 212
8.8.5 径向振荡 213
*8.8.6 自引力的忽略 214
*8.8.7 均匀球体：径向振荡 215
*8.8.8 均匀球体：非径向振荡 216
8.8.9 数值积分 218
8.8.10 球型模式展示 219
*8.8.11 海啸与地核引力模式 228
*8.8.12 大气模式 230
*8.9 横向各向同性地球模型 232
*8.9.1 环型振荡 233
*8.9.2 球型振荡 234
*8.9.3 径向振荡 235
*8.9.4 对本征频率的影响 236
第9章 弹性和非弹性微扰 237
9.1 球对称微扰 237
9.2 瑞利原理的应用 237
9.3 SNREI到SNREI微扰 239
*9.4 横向各向同性微扰 242
*9.5 另一种推导方法 243
9.6 弗雷歇积分核图例集 244
9.7 非弹性和衰减 251
9.8 Q的敏感核、测量和模型 253
*9.9 准确非弹性 258
第10章 理论地震图 263
10.1 源点-接收点几何关系 263
10.2 格林函数张量 265
10.3 矩张量响应 267
*10.4 地震仪响应 271
10.5 终于看到波浪线了! 273
10.5.1 计算细节 273
10.5.2 频谱 274
10.5.3 地震图 280
10.6 叠加和剥离 287
*10.7 模式叠加的替代方法 289
第11章 勒夫波与瑞利波 295
11.1 沃森变换 295
11.2 行波分解 296
11.3 面波格林函数张量 298
11.4 矩张量响应 301
11.5 稳相近似 304
11.6 频散关系和群速度 307
11.6.1 勒夫波 307
11.6.2 瑞利波 308
*11.6.3 海啸 311
*11.6.4 横向各向同性 312
11.7 面波地震图 313
11.7.1 地幔波和X波 313
11.7.2 震源机制的影响 318
11.8 面波微扰理论 321
11.8.1 相速度的弗雷歇导数 324
11.8.2 群速度的弗雷歇导数 327
第12章 模式-射线二象性 329
12.1 射线理论入门 329
12.1.1 专有名词 329
12.1.2 射线参数 330
12.1.3 走时和距离 331
12.1.4 截距时间 332
12.1.5 偏振 333
12.1.6 反射和透射系数 334
12.1.7 几何扩散 336
12.1.8 焦散相移 338
12.2 相长干涉原理 338
12.2.1 金斯关系 339
12.2.2 环型模式 340
12.2.3 球型模式 344
12.3 正规渐近分析 351
12.3.1 环型模式 352
12.3.2 球型模式 354
12.3.3 JWKB近似 358
12.3.4 环型模式回顾 361
12.3.5 球型模式回顾 363
*12.4 渐近结果点滴 367
*12.4.1 P波与S波能量 368
*12.4.2 群速度 368
*12.4.3 佛雷歇积分核 369
*12.4.4 压缩与剪切能量 372
*12.4.5 横向各向同性地球模型 374
12.5 体波响应 374
12.5.1 SH格林张量 375
12.5.2 P-SV格林张量 380
*12.5.3 希尔伯特变换公式汇编 381
*12.5.4 时间域格林张量 382
*12.5.5 JWKB和查普曼-马斯洛夫地震图 385
*12.5.6 超越JWKB近似 388
第三部分 非球对称地球
第13章 微扰理论 391
13.1 孤立模式 391
13.1.1 要点回顾 391
13.1.2 一般弹性微扰 392
13.1.3 瑞利原理的应用 394
13.1.4 流体静力学初始模型 396
*13.1.5 流体静力学微扰 397
*13.1.6 另一种推导方法 399
13.1.7 球对称初始模型 402
*13.1.8 球对称微扰 404
13.1.9 非弹性 404
*13.1.10 横向各向同性 407
*13.1.11 自转 407
13.1.12 微扰后的动能和势能 408
13.2 简并和准简并 408
13.2.1 无自转弹性微扰 409
*13.2.2 自转弹性微扰 411
13.2.3 无自转非弹性微扰 413
*13.2.4 自转非弹性微扰 416
13.2.5 小结 419
13.3 单态模式叠加合成地震图 421
13.3.1 窄带响应 421
13.3.2 直接求解法 422
13.3.3 混合多态模式的响应 424
13.3.4 孤立多态模式近似 426
*13.3.5 准孤立多态模式近似 427
13.3.6 玻恩近似 431
*13.3.7 复数基表述 433
第14章 模式的分裂与耦合 435
14.1 流体静力学椭率 435
14.1.1 克莱罗方程 435
14.1.2 拉道近似 437
14.1.3 质量和转动惯量 438
14.1.4 弹性变化 439
14.1.5 地理余纬度与地心余纬度 440
14.2 单个孤立多态模式的分裂 440
14.2.1 一阶科里奥利分裂 441
14.2.2 自转和椭率导致的分裂 443
*14.2.3 二阶科里奥利分裂 445
14.2.4 横向不均匀性的影响 447
14.2.5 小结 449
14.2.6 对角线之和定理 449
14.2.7 单态模式剥离 450
14.2.8 异常分裂模式 453
14.2.9 分裂函数 456
*14.2.10 峰值偏移 463
*14.2.11 球面叠加 469
14.3 多态模式耦合 469
14.3.1 一般公式 470
14.3.2 自转和椭率选择定理 471
14.3.3 横向不均匀性选择定理 475
14.3.4 广义对角线之和定理 477
14.3.5 广义分裂函数 478
14.3.6 全频谱拟合 479
*14.3.7 同分支耦合 481
*14.3.8 双震记 486
第15章 体波射线理论 489
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