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[转载]论地下核试验与天然地震区别
wangchangzai 2012-2-10 10:57
1. 震相 地震、爆炸,波组不同 震相指地震图上不同类型、传播路径不同的地震波组。震相判断是简单而直接的方法,地震学家研究每一个地震时,首先会根据震相进行初步判断。天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波,大多数天然地震的P波振幅S波振幅面波振幅(图1)。人工爆炸的P波振幅大于S波,因为激发的地震波频率高衰减快,低频的面波振幅也小。此外,对于核爆炸,在震中距大于1000KM时,通常会检测到视速度约3.5KM s的Lg波(图2)。和振幅比法相似的是震级比较法,例如借助面波震级Ms和体波震级mb的比值来判断地震类型,这种方法普遍而直接。 与与S波振幅相比,要小很多,然而人工爆破P波振幅也会变得很大。 图1 天然地震的常见震相有纵波(P)、横波(S)和面波(图为瑞利波R),它们的速度不同。地震波传播有点像运动员赛跑,一开始所有运动员差距不大,这时还不容易区分谁是“冠军博尔特”,不久之后,跑得快的就会冲到前排,且距离越拉越大,这下就容易区分了。地震学家在分析震相的时候,不喜欢一个一个分析地震波,他们喜欢把很多地震台的数据,按照震中距排列起来,让地震波“跑起来”以区分震相。图为美国地震台阵(USArray)接收到的日本Mw9.0地震波序列,可以看出P波振幅S波振幅面波振幅。其中R1表示面波第一次经过地震台,R2表示反方向的面波经过地震台,R3表示R1面波绕地球一圈后经过地震台。由图可见,这是一个能量巨大的天然地震。(图片来源于IRIS) 图2 北京时间2006年10月9日9点35分,朝鲜在其境内(41.294°N,129.093°E)进行当量小于1000吨的地下核试验,产生了约4级的地震。即使这些地震波到达北京时,振幅已经小到只有几十纳米,但利用地震台网技术,仍可以检测出核试验产生的~7.5km/s的P波和~3.5km/s的Lg波。 图3 图中红色波形是中国在90年代进行的地下核爆炸产生的地震波,其记录特征是“大头小尾”,P波强于S波,Lg波发育。蓝色的是6.3级天然地震产生的地震波,它的特征是“小头大尾”。利用记录到的地震波的特点,基本可以区分地下核爆炸和天然地震。(图片来源于:陈颙等.2007.《自然灾害》) 2. P波初动 压缩、膨胀,方向不同 初动指的是地震波到达地震仪时,所测质点的最初的振动方向,初动分为向外的压缩(compression)和向内的膨胀(extension)两种。地下核爆炸和天然地震的本质区别在于它们的震源特性不同。大多数天然地震是地下岩石破裂、滑动所引起的,破裂面很大,持续时间较长,表现在地震波上,是不同方位的地震台接收到的P波初动不一致,有的是压缩,有的是膨胀。而地下核爆炸的震源过程要简单和短得多,为爆炸源,地震波传播到地震台站。被各个台站记录到的初动均为压缩。 3. 震源深度 地震波的快速定位已经不是难题,在大陆上最深的钻井也不过12km。《全面禁止核试验条约》议定书在筛选核试验数据时,一般也认为:震源深度大于10km的将不予考虑。
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浅议科学研究方法之比较法
热度 6 putin24 2011-11-22 22:37
浅议科学研究方法之比较法
比较 (comparison) 是通过观察,分析,找出研究对象的相同点和不同点,它是认识事物的一种基本方法。 ( Comparison is the act of comparing one thing to another, in order to determine similarities and differences, relative size, relative importance, etc.) 它是应用逻辑研究自然科学的基本思维方法之一,应用此方法,可在表面上极为相似的事物之间看出他们的本质差异,运用此方法可以对理论研究的结果与观察实验事实之间是否一致做出明确的判断。 应用历史比较的方法,可以对空间上同时并存的事物进行研究,来认识时间不同点的相随事物的变化,从而能够从观察的现象推知无法观察到的过程。 案例学习 e.g1. 开普勒 ( Johannes Kepler, 1571-1630,German ) 应用哥白尼 ( Nicolaus Copernicus,1473 ~ 1543, Poland ) 方法计算火星轨道,发现与第谷 ( Tycho Brahe, 1546-1601, Kongeriget Danmark ) 观察值相差 8’( 比较出来的不同点 ) ,确保观测资料可靠之后,他试着用椭圆形轨道模型去推算火星位置,和观测数据差不多吻合,得出结论: 椭圆形的轨道是太阳系行星的真实轨道,太阳不是中心,而是椭圆的一个焦点 ( 行星运动第一定理 ) 。 e.g.2 汽车汽油发动机新技术—燃油直喷技术的应用,别克 (Buick) 的 2.4L SIDI 智能直喷发动机使用 6 个喷孔的高压喷油嘴,以 17MPa 的高压,将直径 8 微米的油滴微粒精确定量地喷入气缸。直喷发动机相比上一代同排量机型: 功率提升 9.6 % (52kW/L 提高至 57kW/L) ,扭矩提升 6.7 %,混合工况下百公里油耗却下降了 2.2 %,冷启动碳氢化合物排放大幅降低了 25 %。 e.g.3 《先秦和古希腊自然哲学的比较研究》 从自然观的角度反映中西哲学的差异,并探索其内在原因。 ( 社会科学的研究 ) 比较法虽然作为逻辑思考的一个基本方法,但其有局限性。 比较只是拿所比较事物或者概念的一个方面或几个方面来比较,而暂时地撇开其它方面,从而并非十全十美 ( 列宁同志论述比较法的不足 ) 。 e.g.4 目前“裸婚时代”“非诚勿扰”等反映 80 后婚姻的连续剧真在热播,全民似乎也进入了一个大讨论,比较什么样的男性才是成功的男性,特别是女性在选择婚姻时候,通过房子、车子等几个片面的比较男性,得出一些富有争议的结论。客观看待比较学局限性,从科学研究的严谨性来说,这样的比较缺乏一个合理的理论模型。 ps: 科学网中,很少有人探讨科学研究之哲学(philosophy or science of science),虽然是些看似简单的逻辑方法,很多学者应用的一个或多个方法进行研究和讨论,看样子有必要集中进行整理和分享下。(陆续推出归纳、演绎、类比、分析、综合等方法案例,有补充反映科学进展的良好案例请留言说明。) 扩展学习案例 翁绍军,《先秦和古希腊自然哲学的比较研究》 http://www.cawhi.com/show.aspx?id=9110cid=16 吕博士,人才培养:猎枪 PK 小口径步枪 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=111635do=blogid=510486 冯用军, 制造还是代工?----旧文重贴 王英安 , 校车事故不是车的问题,而是群众缺钱和政府公共服务缺失的问题!
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