直接三维变分贝叶斯地表波反演及其在大不列颠地区环境噪声层析中的应用
地球物理
2026-01-13 v2
摘要
我们提出一种新型、变分的、完全非线性的、概率性的环境噪声层析方法，直接在三维（3D）空间中从互接收器地面波色散数据估计地下结构并量化相应不确定性。我们采用该方法对大不列颠地区上皮层的高分辨率 3D 震波速度模型进行层析，该工作因维度过高且计算需求巨大，使得蒙特卡洛抽样难以收敛至稳定解。我们将新方法的反演结果与两种标准间接反演方法的结果进行比较，这两种方法分别在两个连续步骤中估计 2D（地理）地面波速度图和 1D（深度）横向速度剖面。结果表明，直接三维方案在保持较好横向连续性和产生更佳数据拟合优于两种分步方法，同时提供关于横向相关性的信息，这些信息在两种分步解决方案中不存在。反演结果与大不列颠的大尺度地质学一致，首次提供了大不列颠地区的地震成像证据证明大盆地断层（Great Glen Fault）以及其他主要构造断层。我们因此提议，在可能的情况下应使用直接三维反演方案进行地面波反演，因为它们在计算成本较低的情况下提供更好的结果。
引用
@article{arxiv.2507.15390,
title = {Direct-3D Variational Bayesian Surface Wave Inversion and Its Application to Ambient Noise Tomography beneath Great Britain},
author = {Xuebin Zhao and Lily Irvin and Erica Galetti and Andrew Curtis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15390},
year = {2026}
}