Beobachtung der permanent angeregten Erdeigenschwingungen mit GRSN und GRF

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)

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

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

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 44

Hintergrundeigenschwingungen im GRSNHintergrundeigenschwingungen im GRSN

Frequenz (mHz)

1. Quartil 2000

Spekt

rale

Leis

tungsd

ichte

(dB

)

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

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 66

Array-AnalyseArray-Analyse

• Frequenzband 5-8 mHz:

• Klare Vorzugsrichtungen

• Jahreszeitliche Schwankungen

• Hohe Wiederholungsrate der jahreszeitlichen Muster

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 77

Globale BetrachtungGlobale Betrachtung

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 88

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN

T. Forbriger, 1998

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 99

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN

T. Forbriger, 1998

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1010

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN

T. Forbriger, 1998

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1111

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN

T. Forbriger, 1998

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1212

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN

T. Forbriger, 1998

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

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

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

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

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 1717

Umrüstung des GRF-ArraysUmrüstung des GRF-Arrays

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

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

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 !

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 2121

5. Oktober 20065. Oktober 2006 D. Kurrle, R. Widmer-SchnidrigD. Kurrle, R. Widmer-Schnidrig 2222

Seismometerabschirmung im GRSNSeismometerabschirmung im GRSN