重磅｜姚振興院士 謝小碧研究員《理論地震圖方法及其應用》出版

由姚振興院士和謝小碧研究員撰寫的重要地震學著作《理論地震圖方法及其應用》一書，近日已由科學出版社出版。層狀介質中地震波激發和傳播的理論與相應計算方法在地震學中占有重要地位，本書系統闡述了相關內容。盡管目前已發展出眾多可在完全離散條件下計算復雜地球模型中地震波傳播的數值方法，但利用廣義反射透射系數矩陣和離散波數方法，研究均勻彈性水平層狀介質模型中的波場激發與傳播，仍具有重要且獨特的作用。

其重要性一方面源于，地球常可近似視為隨深度變化的層狀介質，基于該模型得到的波動解能較好地反映地震波在實際地球中的傳播特征；另一方面，分層介質模型中各層本身均勻，適用于均勻介質的波動方程。在頻率?波數域中，各層內的基本解可直接以解析形式表達，而整個模型的波動解可通過自由面邊界條件、半空間邊界條件、震源間斷條件及各層間銜接條件，將各層波場連接而得到。此類半解析方法能清晰揭示波動解的數學表達與波動物理過程之間的內在聯系，例如：不同震源形式對P波和S波的貢獻及其輻射花樣；P波和S波在界面反射、透射和轉換的精確表達式；解釋面波成因的本征值問題的建立，以及本征值和本征函數的物理意義等。此外，由于該方法具有較高的精度，其計算結果常被用于檢驗其他方法的準確性。正因如此，分層介質中的地震波理論始終在地震學中占據重要地位。

全書共分十一章，分別介紹彈性介質中波動方程的導出、層狀介質中彈性波問題的求解、地震震源的表達方式、利用廣義反射透射系數矩陣與離散波數方法計算地震波傳播、廣義射線理論、地震面波理論、斷層活動產生靜態位移場的計算、地震波衰減，以及上述理論在研究震源過程和地球內部結構方面的應用。本書著重于從與地震波激發和傳播有關的物理過程出發，逐步引入與物理過程相聯系的數學表達，并特別注重給出適合用計算機求解的數學形式。本書的另一特點是包含豐富的數值計算實例。這些計算實例是對書中所述理論系統的延伸，同時也介紹了理論公式、數值計算結果與實際地震觀測資料之間的聯系，因而是理論系統與實際應用之間的重要橋梁。

本書可以作為理論地球物理和勘探地球物理領域的研究生或科研人員學習、研究地震學的參考書。特別是，有關研究人員已在近期發布了一套基于本書方法的開源軟件包，可實現全書大部分計算，可供有興趣的讀者方便將本書內容應用于實際問題。

作者介紹

本書第一作者姚振興為中國科學院院士，中國科學院地質與地球物理研究所研究員。他長期從事與地震學有關的研究工作，范圍涵蓋地震學的眾多方面，包括理論地震學、觀測地震學，以及通過分析地震數據研究震源過程、地球內部構造及與此相關的動力學過程等。同時，他也長期致力于發展地震波計算中的數值方法，是我國計算地震學的先行者和開拓者。除研究工作外，姚振興院士還長期從事地震學教學以及對研究生的培養工作。本書的主要內容即源自他在中國科學院研究生院講授地震波傳播理論時所撰寫的教材。

本書的另一位作者謝小碧為美國加利福尼亞大學圣克魯斯分校地球和行星物理研究所研究員。他的研究工作涵蓋觀測地震學、理論地震學和應用地震學領域的諸多方面。他在計算地震學方面積累了豐富的理論與實踐經驗，致力于發展地震波模擬、地震成像和反演方法，并將這些方法用于分析天然地震和地震勘探數據，以獲取來自地下的信息。

本文摘編自《理論地震圖方法及其應用》一書，有刪減，圖片來源于該書，標題為編者所加。

《理論地震圖方法及其應用》

ISBN 978-7-03-084998-4
姚振興 謝小碧 著

責任編輯：周 丹 沈 旭

審圖號：GS 京(2026)0270 號

（本文編輯：洪弘）

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