Spektral analiz yöntemleriyle girişmiş cisim dalgalarının birbirinden ayırt edilmesi ve girişim özelliklerinin belirlenmesi
Discrimination and investigation of interfered body waves by spectral analysis techniques
Yazar: MURAT ÖZKAPTAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN GÖKALP
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Spektral Analiz Yöntemleriyle Girişmiş Cisim Dalgalarının Birbirinden AyırtEdilmesi Ve Girişim Özelliklerinin BelirlenmesiMurat ÖZKAPTANDepremler yerin içyapısı hakkında bizlere önemli bilgiler veren doğal olaylardır. Birdeprem sonucunda kayıt istasyonlarında sayısız deprem fazı kayıt edilir. Bu depremfazlarının özelliklerinden yararlanılarak o deprem ve deprem fazlarının geçtikleri ortamlarhakkında bilgiler elde edilir. Bu bilgiler istasyonlarda kayıt edilen deprem fazlarınınözelliklerine göre (fazların birbirlerine göre zamansal ve şekilsel farklılıkları)değişmektedir. Yıllardır, deprem kayıtları üzerinde çok çeşitli spektral analiz uygulamalarıgerçekleştirilmekte olup, bu analizlerden deprem fazları arasındaki ilişkiler çıkartılmayaçalışılmaktadır.Bu tez çalışmasında, yapay olarak oluşturulan sismogramlar üzerinde esasen üçspektral analiz yöntemi (?Öz-ilişki fonksiyonu?, ?spektral sıfırlar? ve ?kepstrum?teknikleri) uygulanarak girişmiş P dalgası fazlarının ayrımı araştırılmaktadır. Yapaysismogramlar oluşturulurken P cisim dalgalarını en iyi temsil ettiği kabul edilen ?Berlagefonksiyonu? kullanılmıştır. Bu fonksiyon yardımıyla, bir kaynak ve bunun bir ya da ikiyankısının değişik gecikme zamanları için giriştirilerek elde edilen toplam dalgalar yaniyapay sismogramlar oluşturulmuştur. Daha sonra bu sismogramlar üzerinde üç analizyöntemi uygulanarak her bir yöntemin faz ayrımındaki gücü sınanmıştır. Daha sonra yapaysismogramlara değişik oranlarda gürültüler eklenip ve ayrıca girişen fazlar arasında farklıfaz kayması değerleri oluşturarak, bu durumlar için de çözümler irdelenmiştir. Daha sonrasismik bir yerel ağ tarafından kayıt edildiği farz edilen yapay sismogramlar için ayrı ayrıbulunan kepstrum sonuçları üzerine, istatistiksel olarak ?kepstral F-istatistik? adı verilenbir uygulama da gerçekleştirilmiştir.Burada gerçekleştirilen çalışmalardan elde edilen tüm sonuçlar, IASP'91 modelinegöre bulunacak sonuçlarla karşılaştırılarak, yöntemlerin uygulanabilirliği irdelenmiştir.Burada kullanılan veriler üzerinde kepstrum çalışmalarının iyi sonuçlar verdiği ve birdepremin yerel bir istasyon ağında kayıtları olması durumunda kepstral F-istatistikyönteminin de sonuçları daha belirginleştirdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Kepstrum, Kepstral F-istatistik, Faz Ayrışımları, Spektral AnalizVII

Abstract:
Discrimination and Investigation of Interfered Body waves by Spectral AnalysisTechniquesMurat ÖZKAPTANEarthquakes are natural events which we can obtain important information about depthstructure of the earth. The recorded earthquake at the stations contains a lot of Earthquakephases (e.g. P, pP and PcP) which are mostly interfered to each other. These earthquakerecords imply some valuable information about both the earthquake and underground wherethe earthquake phases passes. The information can be retrieved from the seismogramsdepends on the characterizations of the earthquake phases such as delay times of interferedphases and its waveform. Some special spectral techniques as Cepstrum have been developedand investigated for the interfered body waves in the seismograms in order to obtain therelationship between the interfered phases for the years.In this dissertation, The discrimination of the interfered P phases are conducted byusing mainly three methods ?auto-correlation?, ?spectral nulls?, ?cepstrum? applying on boththeoretical seismograms and teleseismic records. Berlage function has been used in modelstudies to represent teleseismic data. The model contains one or two echoes of the source anddifferent delay times. Phase differences between the components of the model were alsotested as well as delay times. We have also tested the techniques in case of the syntheticseismograms contains noise. For this reason, By adding varies amount noise and phasedifferences on composite waves, solutions were investigated. Cepstral F-statistic was carriedout on cepstrum results which were obtained from synthetic data group. The data group wasassumed that it acquired from a seismic local networks.The results obtained from this study were compared to IASP91 model and tested itsreliabilities. Cepstral techniques are very efficient in determining arrival times and amplitudesof the wavelet and its echoes. Cepstral F-statistic method also improves the result in case oflocal network data that an event recorded at various stations in the network.Keywords: Cepstrum, Cepstral F-Statistic, Phase Decomposition, Spectral AnalysesVIII