Synthetic Seismograms of Non-geometric S^* and P^* Waves Using the Reflectivity Method

반사도 기법에 의한 비기하적 S^* 및 P^* 파의 합성 계산

Synthetic seismograms and deduced characteristic properties of the non-geometrical $S^*$ and $P^*$ waves are presented. These waves are excited on the free surface or an interface between two different media by an inhomogeneous P wave from a point source nearby, and propagate as homogeneous waves in the media. Synthetic seismograms are computed using an extended reflectivity method designed for buried source and receiver. An efficient computational procedure for propagator matrices of layers is devised to reduce the computational time and the RAM memory size in the implementation of the reflectivity method. Radiation patterns are obtained from the particle motions of the four types of the "*" waves, i.e., the $S^*$ wave generated near the free surface, and the reflected $S^*$, transmitted $S^*$ and transmitted $P^*$ waves generated near an interface. Some patterns show polarity changes of displacements and others reveal monotonic or non-monotonic variation of amplitude depending on the velocity structure. The decaying trend of amplitude with increasing epicentral distance are also shown for the head wave type of the "*" waves.

비기하적 $S^*$ 및 $P^*$파를 계산하고 그들의 특정적 성질을 추론하였다. 이들 파는 점진원의 불균질성 P파에 의해 매질의 자유표변 또는 두 매질사이의 접촉면에서 발생하여 매질 속을 균질성 S파 또는 P파로서 전파된다. 진원점과 수진점이 지표면이 아니라, 지하 깊이에 위치해 있을 때에도 계산이 가능하도록 만들어진 반사도 기법을 이용하여 이들 파의 합성지진파를 계산하였다. 이 계산과정에서 각 매질층에 대한 전파행렬식을 효과적으로 계산하는 방법을 제시하여 계산시간과 컴퓨터의 필요한 기억용량을 줄일 수 있도록 하였다. 계산된 합성지진파로부터 자유면에서 발생한 $S^*$파와, 매질 접촉면에서 발생한 반사 $S^*$파, 투과 $S^*$파 및 투과 $P^*$파에 대한 방사양상을 산출하였다. 여러 방사방향에 대한 이들 파동의 변위변화는 극의 반전, 진폭의 단순감쇠 빛 비단순변화등의 현상이 속도구조에 따라서 다르게 나타났다. 선두파 형식의 $S^*$ 및 $P^*$파에 대해서는 수진점 거리증가에 따른 진폭감쇠 정도를 유추하였다.