S波

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简介

S波是弹性波的主要组成部分之一。S波被称为横波。这意味着粒子运动的方向是特定的。波通常在地面上传播。S波无法穿过水。S波可以在某些高粘度的液体溶液中传播。

SD波的名称通常源于这样一个事实：它们是可以通过地震仪检测到的第二种类型的波。在P波之后产生S波，因为S波在地面上传播速度较慢。与P波不同，S波无法穿过地幔外核。

S波及其解释

通常，S波在爆炸、地震或某些高能源发生时产生，并在地球内部或沿其表面传播。地震通常会产生四种主要的弹性波。其中一种穿过地球，另外两种从地球表面传播。第一种称为体波，第二种称为面波（Pan et al. 2020）。地震仪通常记录地震波的频率和振幅，并提供有关地球表面结构的信息。在进行地震勘探时，人工产生的地震波被用于收集石油和天然气工程和勘探中的数据。

S波简介

在地球表面，S波的速度会随时间变化。通常，S波的具体速度从每秒3.4公里增加到每秒7.2公里。根据Favorskaya (2018) 的说法，S波通常沿弯曲路径传播。S波通常指横波，其粒子的振动垂直于波的传播方向。剪切力是主要的恢复力。因此，S波的传播无法在粘度为零或低的液体中传播。有时发现，在高粘度液体介质中可以发生传播。

图1：S波

地震造成的破坏和震动是由三种主要类型的波产生的。P波是地震发生时产生的第一波。之后，另一种称为S波的波产生，因此它被称为次波。这种波比穿过岩石体的速度慢。S波以与传播方向成直角的方向使岩石发生侧向位移 (Sedaghati, Pezeshk & Nazemi, 2018)。

如果某种液体被扭曲或侧向移动，它将无法回弹。因此，S波无法在地球的液态部分（如湖泊或海洋）中传播。

S波的特征

S波的初始速度通常取决于波传播所穿过土壤和岩石的弹性和密度。S波的传播速度通常比P波慢1.7倍 (Vershinin, Javkhlan & Saidmukaram, 2019)。S波无法穿过液体介质，例如熔岩、水。

S波通常在地震波之后到达地球表面，因此被称为次波。S波通常以与传播方向垂直的横向和剪切运动震动地面。

岩石边界内的地震波

S波在不同类型的岩石界面处发生折射或反射。除了折射和反射外，地震波还会转换成其他形式。

图2：S波的相位转换

从图中可以看出，S波向上传播并撞击不同岩石类型的底层。S波撞击表面时，其能量以S波的形式传递到上层，而另一部分能量转换为P波。这被称为S到P转换。一部分能量通常以P波和S波的形式反射回原方向。S波的研究非常重要，因为它可以清楚地了解分层内部。这是收集有关地球内部表面数据和信息的重要因素之一。它还在提前预测海啸或地震方面发挥着重要作用。从S波收集的信息有助于抵抗自然灾害。通过对S波的正确评估，可以收集更多关于地球内部状况的信息。

结论

S波表示地震过程中发生的一种波。S波的另一个名称是次波。S波的传播速度远慢于P波。通过检查S波在地球各层内的轨迹，科学家们发现地球的外核是液态的。

常见问题

Q1. S波的公式是什么？

A1. $\mathrm{\beta\: 2 \:= \:\mu\:\rho}$ 是S波的公式。S波是指通过地震仪测量的次波。

Q2. S波的主要特征是什么？

A2. S波的主要特征是它们无法在液体中传播，只能在固体介质中传播。它们被称为剪切波。

Q3. 如何计算S波的速度？

A3. 为了计算速度，需要将材料的剪切模量除以密度，然后取该比值的平方根。数学表达式为 $\mathrm{V_s\:= \:\sqrt{(G / \rho)}}$

Q4. S波的速度是多少？

A4. S波的速度为4.55公里/秒。上地幔中的低速层出现在约140公里深处（约）。其厚度约为55至62公里。