《地震学》教学大纲

第页地震学一、课程说明课程编号：010334Z10课程名称：地震学/Seismology课程类别：专业教育课程（专业核心课）学时/学分：40/2.5,其中8个课时为实验教学先修课程：固体地球物理学，地球物理学概论适用专业：地球物理学，地球信息科学与技术参考教材：1，PerterM.Sheare，《IntroducetoSeismology》，Cambridgeuniversitypress2，傅淑芳，《地震学教程》，北京大学地球物理系出版3，刘斌，《地震学原理及应用》，中国科学技术大学精品教材4，周仕勇，许忠淮，《现代地震学教程》，北京大学出版社二、课程设置的目的意义：地震学是地球物理学中最重要的专业基础课程，它是关于地震波在地球介质中的产升、传播、接收和解释理论的一门学科。它是基于地震波理论并结合地震波观测开展震源、地震减灾和地球内部结构探测方法研究的一门科学，是地球物理学的一个重要分支。尤其是近年来，中国经历了几次大的地震事件，对中国的人口和经济造成了巨大的损失，所以通过地震波的学习，从而了解地球内部介质结构，理解地震震源的发生机制，对地震减灾有初步的认识，进而降低地震对人类带来的灾害，探测地球内部的深部资源。所以学习地震学对于地球物理专业的学生具有至关重要的作用和探测地球的重大意义。三、课程教学基本要求知识:掌握地震波在地球中的传播方式、地震波的波动方程、地震波的种类以及地震波在地球每一层中的速度结构信息等；认识不同地震波的震动方式和传播方式之间的关系，天然地震波的提取以及地震学波数据处理软件Sac和地震图作图软件GMT的代码编写。能够计算地震波中的震级和震源位置。能力：具有分析地震波波形，指出地震波的类型的能力；能够根据公式计算地震波的震级和震源位置的能力；具有利用地震波数据了解地下结构信息的能力。素质：能够独立科研，又具有团队合作精神，适应竞争学会自我学习；具有良好的心理和身体的承受能力及科学的工作心态。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章绪论1、什么是地震学，地震学的简介及发展历史和展望。2、地震波的分类及其震动形式220地震波的分类和震动形式地震波震动的描述采用已发生的地震事件和对建筑物造成的破坏情况来讲解什么是地震，不同的地震波的震动形式。第2章地震波波动方程1、地震波的基本原理、平面波的平面界面上的反射和折射2、球面波的波动方程及波动方程的基尔霍夫解6421波动方程的建立2平面波波动方程3球面波波动方程4波动方程的基尔霍夫解1波的运动方程推导及物理意义2基尔霍夫解的推导教学思路：由地震波的震动形式出发了解地震波的传播方式和在界面传播过程中应遵循的能量守恒和地震波波动方程的问题。教学模式：课前导学（通过几篇代表性的论文给同学们有个初步的认识）、课堂中对阅读过的文献提出问题、课堂讲授、实践认识。第3章地震面波Raleigh面波和love面波、频散方程的相长干涉解释、面波的频散、面波与地壳和上地幔的构造研究660Raleigh面波和love面波、频散方程的相长干涉解释、面波的频散、面波与地壳和上地幔的构造研究面波的频散、面波与地壳和上地幔的构造研究教学思路：以面波的特征出发，引出面波在地震波中的位置和面波在地球内部的传播方式。教学模式：课前导学、课堂讲授、专题讨论第4章地震射线地震波走时计算及地球内部的地震射线路径8441斯奈尔定律2射线在层状介质下的走时3走时曲线及延迟时间计算（Taup方法）4，地球内部的地震射线1，斯奈尔定律2，Taup方法计算地震波走时。3，地球内部的地震射线形式教学思路：以一个地震波的实例讲解地震波在地球内部是如何传播的以及传播过程中在不同界面会发生的转换过程。教学模式：课前导学、课堂讲授、实验模拟、文献查阅第5章地球的自由震荡地球自由震荡的边界条件；地球的环形震荡和球形震荡；自由震荡信号的谱线分裂；自由震荡的分裂参数；运动方程的求解660震动方程、边界条件、运动方程的求解、地球震荡的观察及应用震动方程、边界条件、运动方程的求解、地球震荡的观察及应用教学思路：从一个具体物体在外力作用下或自身内里下发生自由震荡出发，引入地球自由震荡的成因，进而了解地球自由震荡的形式和震动方程。教学模式：课前导学、课程讲授、专题讨论、课中提问抢答第6章地震波的激发与震源机制地震波的激发与震源机制地震断层与震源区的应力转台、地震波辐射源的理论模式、震源破裂过程862地震断层与震源区的应力转台、地震波辐射源的理论模式、震源破裂过程地震断层与震源区的应力转换、地震波辐射源的理论模式、震源破裂过程教学思路：通过代表性的实例地震，讲解地震的激发和地震机制的情况，认识震源破裂过程和应力变化。教学模式：课前导学、课堂分析、文献查阅、知识汇总第7章地震预测地震预测地震活动的特征与成因假设440预测方法与地震触发问题，孕育地震的模式与地震预测的难点，地震活动的特点与成因预测方法与地震触发问题，孕育地震的模式教学思路：从地震波传播特点出发，提出能够预测地震的几种方式；探讨地震活动的特征与成因的假设.教学思路：课前预阅读相关的文献和报到、课堂案例分析和讨论、课堂讲解。五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容实验学时基本要求地震波图像的认知天然地震波的提取与图形截取2学生对各种地震波有一个全面的认识和区别地震波初处理和SAC软件的应用在SAC绘图中采用cshell编译器对地震波数据进行滤波等分析处理2掌握地震波的滤波的几种方式和地震波的频率范围；熟悉初处理地震波的基本软件SAC的使用地震波的震相的划分对地震波中的震相进行识别和提取，并采用Taup计算各种地震波的震相的到时，并在sac图形中标记2掌握地震波的不同震相的到时和震相的特征，使用计算地震波的基本程序Taup计算不同地震波的到时并在Sac中标记GMT绘图软件使用Linux或unix系统下进行简单的GMT绘图2掌握处理后的地震波在GMT软件下进行绘图成像六、考核方式及成绩评定闭卷考试，考试试成绩100分制，占总成绩的60%，课下作业（英文文献翻译）与课堂演