5 TauP - Tiempos de Viaje

5.1 El programa TauP

Las herramientas del programa TauP son para calcular los tiempos de viaje para fases sísmicas. Adicionalmente, se puede calcular los caminos de los rayos que pasan por la Tierra por varios tipos de modelo de velocidades. En esta clase investigamos las fases sísmicas que pueden aparecer en un sismograma y que significan. (Noten: El programa TauP requiere Java).

Se puede obtener TauP de la siguiente página: http://www.seis.sc.edu/TauP/

Una vez que el archivo .tar esta descomprimido, el manual para el programa se puede encontrar dentro de TauP-X.X.X/doc/taup.pdf y el paper asociado dentro de TauP-X.X.X/doc/SRL_paper/taup_srl_with_figs.pdf. Los programas deben estar en el directorio bin/, (el codigo fuente se encuentre dentro de src/ pero espero que no es necesario recompilarlo).

Es necesario tener Java en su computadora para ejecutar los comandos de TauP. Se puede probar que existe con el comando: 

java -version
Si no existe o si la versión es menor que 1.4, hay que obtener y instalar Java (sugiero Java Development Kit).

Es necesario definir una variable TAUP_HOME, por ejemplo: 

export TAUP_HOME=/home/matt/bin/TAUP/TauP-2.1.1
Y hay que modificar la variable PATH para que apunta a los comandos de TauP: 
export PATH=${PATH}:/home/matt/bin/TAUP/TauP-2.1.1/bin
Se puede definir las variable para siempre si quieren, por ejemplo con la modificación del archivo .bashrc.

5.2 Tiempos de viaje

Diferentes fases sísmicas tienen muy distintas tiempos de viaje. Cuando estamos trabajando con datos sísmicos de un terremoto global, que ya esta en un catálogo sísmico, es importante saber cuando, supuestamente, llegan las fases sísmicas en la estación. Por ejemplo, quizás queremos trabajar con una fase específica (por ejemplo la fase-P para el mecanismo del terremoto).

Por eso, utilizamos el comando ``taup_time''. Pruebe el siguiente comando: 

taup_time -mod prem -h 35 -ph S,P -deg 50
Las opciones son: (i) modelo PREM - existen varios modelos de velocidad como PREM, iasp91, ak135 entre otros. También se puede usar su propio modelo; (ii) profundidad de 35 [km] para el terremoto; (iii) las fases para calcular son en este caso S y P; (iv) la distancia entre el terremoto y la estación es de 50 grados.

La salida de este comando debe ser la información del tiempo de viaje para las fases elegidas en segundos, el parámetro del rayo ( ) que es constante para el rayo debido a la lay de Snell, y los ángulos de salida y incidencia para el rayo.

Revisen que entienden el concepto del parámetro del rayo y los ángulos de salida y de incidencia.

Prueben los siguientes y observen las diferentes fases disponibles a diferentes distancias: 

taup_time -mod prem -h 35 -ph S,P,sP,pP,pS,sS -deg 50

taup_time -mod prem -h 35 -ph S,P -deg 150

taup_time -mod prem -h 35 -ph ttall -deg 50

taup_time -mod prem -h 0 -ph P,Pn,Pg,PmP,PvmP -km 100

taup_time -mod prem -h 0 -ph P,Pn,Pg,PmP,PvmP -km 10

5.3 Caminos de viaje

El comando ``taup_path'' calcula la trayectoria del camino del rayo para ciertas fases sísmicas. Genera un archivo de texto estilo GMT donde las columnas representan distancia en la superficie de la Tierra, y la profundidad del rayo en kilómetros del centro de la Tierra. Pruebe el siguiente comando para ver el formato del archivo taup_path.gmt generado: 

taup_path -mod iasp91 -h 550 -deg 74 -ph S,ScS,sS,sScS
El archivo puede ser graficado con un script de GMT. Si agregamos la opción -gmt al comando anterior, el archivo generado es un script de GMT preparada para producir el gráfico de las trayectorias de las fases sísmicas: 
taup_path -mod iasp91 -h 550 -deg 74 -ph S,ScS,sS,sScS -gmt
sh taup_path.gmt
gs taup_path.ps

Para más trabajo:

5.4 Curvas de tiempo de viaje

El comando ``taup_curve'' calcula la curva del tiempo de viaje para ciertas fases sísmicas. El formato del archivo son columnas de distancia contra tiempo [s]. 

taup_curve -mod iasp91 -h 550 -ph S,ScS,sS,sScS
Como antes, podemos agregar la opción -gmt para generar un script en GMT para graficar las curvas. 
taup_curve -mod iasp91 -h 550 -ph S,ScS,sS,sScS -gmt
sh taup_curve.gmt
gs taup_curve.ps
Se puede modificar el script, o los parámetros de GMT (gmtdefaults), para modificar los ejes. Por ejemplo: 
taup_curve -mod prem -h 0 -ph P,Pn,Pg,PmP,PvmP -gmt
probablemente necesita un poco de ayuda.

5.5 Trabajo adicional

  1. Existe un comando ``taup_setsac'' que escribe los tiempos de llegada de las fases sísmicas en el encabezado de un archivo .sac. Se puede investigar este comando y intentar aplicarlo al archivo 2004361005853_XJ_TRANB.HHZ. Probablemente revisitamos este comando cuando estamos bajando datos sísmicos de IRIS.
  2. Investiga los contenidos de los modelos de velocidad prem, iasp91 y ak135 dentro del directorio TauP-X.X.X/StdModels.

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The command line arguments were:
latex2html -split 0 TauP.tex

The translation was initiated by matt on 2012-09-26

matt 2012-09-26