三维复杂全地球模型中地震波传播数值计算研究

利用数值方法精确计算球坐标系三维复杂全地球模型中地震波传播是计算地震学的新领域，探索性研究从1995年起在美、日、法、英、德开展起来，目前尚无成熟通用的方法。本项目在伪谱法和高阶有限差分法基础上，提出一种新的计算球坐标中三维复杂全球模型地震全波动场的混合方法。成功解决球坐标中弹性动力学方程的数学奇异点、模型的物理间断面带来的数值计算问题，考虑地震波速度的急剧变化、地表地形起伏变化和介质非弹性衰减。利用伪谱法和高阶有限差分法的混合，使该方法适宜于高速并行计算，利用MPI并行环境实现在PC集群系统上的并行计算。将该方法应用于已有全球地震层析成像模型，通过计算的全球理论地震图对不同模型之间的差异进行比较，利用全球地震层析成像模型，计算实际发生地震的全球理论地震图，和全球地震台网观测资料进行对比。促进我国"计算全球地震学"领域研究工作，在这一计算地震学的国际前沿领域，做出我们的创新性贡献。