Beobachtung der permanent angeregten Erdeigenschwingungen mit GRSN und GRF
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D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 115. Oktober 20065. Oktober 2006
Beobachtung der permanent Beobachtung der permanent angeregten Erdeigenschwingungen angeregten Erdeigenschwingungen
mit GRSN und GRFmit GRSN und GRF
D. KurrleD. Kurrle11, R. Widmer-Schnidrig, R. Widmer-Schnidrig1,21,2
11 Institut für Geophysik, Universität Stuttgart Institut für Geophysik, Universität Stuttgart22 Geowissenschaftliches Gemeinschaftsobservatorium der Universitäten Karlsruhe und Stuttgart (BFO) Geowissenschaftliches Gemeinschaftsobservatorium der Universitäten Karlsruhe und Stuttgart (BFO)
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 22
New Low Noise ModelNew Low Noise Model
Meeresmikro-seismik
Hintergrundeigenschwingungen („Hum“)
Frequenz (Hz)
psd
(dB
rel
. 1 m
2 /s4 H
z)
J. Peterson, USGS Open File Rep.,1993
lokaler Luftdruck
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 33
Seismisches HintergrundrauschenSeismisches Hintergrundrauschen
• Anregung der sphäroidalen Fundamentalmoden 0Sl zwischen 2 und 7 mHz
• Rayleigh-Wellen bei 50-500 sec Periode
• Jahreszeitliche Amplitudenschwankungen
• Mögliche Ursachen: - Atmosphärische Turbulenz - Druckschwankungen am Meeresboden
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Hintergrundeigenschwingungen im GRSNHintergrundeigenschwingungen im GRSN
Frequenz (mHz)
1. Quartil 2000
Spekt
rale
Leis
tungsd
ichte
(dB
)
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 55
Array-AnalyseArray-Analyse
ddueXN
kEu
u
N
n
rkuin
n )(~1
)(
2)(
)( 1
0
2
1
2
1
0
• Einteilung in Segmente der Länge 3 h
• Zeitfenster mit minimaler und zeitlich konstanter Signalenergie (ca. 50 %)
• Beam Power bei vorgegebener Dispersion (PREM):
• Mittelung über 10 Tage
• Normierung auf Werte zwischen 0 und 1
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Array-AnalyseArray-Analyse
• Frequenzband 5-8 mHz:
• Klare Vorzugsrichtungen
• Jahreszeitliche Schwankungen
• Hohe Wiederholungsrate der jahreszeitlichen Muster
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Globale BetrachtungGlobale Betrachtung
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Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN
T. Forbriger, 1998
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Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN
T. Forbriger, 1998
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1010
Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN
T. Forbriger, 1998
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1111
Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN
T. Forbriger, 1998
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1212
Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN
T. Forbriger, 1998
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1313
Vergleichsmessungen am Observatorium SchiltachVergleichsmessungen am Observatorium Schiltach
air pressureSTS-2 unshielded
STS-2 GRSN
13.05.06, 6:00 14.05.06,14:00
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1414
air pressureSTS-2 shielded
STS-2 GRSN
Vergleichsmessungen am Observatorium SchiltachVergleichsmessungen am Observatorium Schiltach
29.05.06, 0:00 30.05.06, 8:00
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1515
Installation am Observatorium MoxaInstallation am Observatorium Moxa
23.06.05:Abschirmunginstalliert
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1616
Installation am Observatorium MoxaInstallation am Observatorium Moxa
23.06.05:Abschirmunginstalliert
05.01.06:Seismometerausgetauscht
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1717
Umrüstung des GRF-ArraysUmrüstung des GRF-Arrays
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1818
Verdichtung des NetzwerkesVerdichtung des Netzwerkes
• Neu eingerichtete Stationen: - NRDL, ROTZ, TANN
• Umgerüstete Stationen: - Gräfenberg-Array - MOX
• Dichte Sub-Netzwerke in Süd- bzw. Mitteldeutschland ermöglichen Untersuchung des Rauschens bei Perioden von einigen 10 sec
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1919
ZusammenfassungZusammenfassung
• Beobachtung der permanent angeregten Eigenschwingungen
setzt eine Abschirmung des Seismometers gegen Luftdruck-
einflüsse voraus
• GRSN als STS-2-Netzwerk für Hum-Studien geeignet
• Quellen des langperiodischen Rayleighwellenuntergrundes
sind inhomogen verteilt und unterliegen jahreszeitlichen
Schwankungen
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 2020
Dank an…Dank an…
• Seismologisches Zentralobservatorium (SZGRF)
• GEOFON (GFZ Potsdam)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• Sie für Ihre Aufmerksamkeit !
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 2121
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5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 2222
Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN