513513 ADS - Trabajo Final 2012

Fecha Límite: Jueves 20 de Diciembre.

El trabajo final involucra un estudio de los datos sísmicos (banda ancha) para su terremoto asignado (ver la lista abajo)

Las horas de clase son ahora horas de oficina. Tambien, estoy disponible responder a dudas por email en estas horas.

1) Bajen sus datos del IRIS/DMC usando Wilber II. Eligen 10-20 estaciones de la red sísmica global (_GSN-BROADBAND) con una distribución de distancias entre 0 y 140 grados, y bajen los tres canales (vertical y dos horizontales, alrededor de una hora de datos para las series de tiempo) del sismómetro banda ancha para estas estaciones.

Pistas:

i) http://www.iris.edu/wilber/

ii) Se pueden bajar los datos en formato SAC directamente, o se pueden bajar miniseed y combinarlo con el archivo dataless para producir SAC.
http://ftp.iris.washington.edu/pub/RESPONSES/DATALESS_SEEDS/_GSN-BROADBAND.dataless

(iii) http://www.iris.edu/manuals/SEED_appA.htm El enlace detalle que significan los diferentes canales.  GSN-BROADBAND contiene estaciones que incluyen un sismometro banda ancha - pero pueden contenir mas instrumentos en el sitio. BH? por ejemplo es un canal que representa: 1er letra B - su muestreo esta entre 10 y 80 muestras por segundo, y que el instrumento es de banda ancha. 2do letra H - "High Gain Seismometer" - Literalmente un instrumento de ganancia alta, algo que puede registrar ondas sismicas que tienen muy poca amplitud.

Para sismometros banda ancha de alta ganancia creo que estamos buscando canales BH? o HH? (el H significa que el muestreo es mayor que 80 muestras por segundo). Tomamos un sitio de GSN como ejemplo: http://www.iris.edu/mda/II/KDAK Esta estacion tiene instrumentos:

Streckeisen STS-2 Seismometer con canales 10:BH[12Z] tambien registra en canales: LH[12Z], VH[12Z]. El mismo datos con diferente muestreo. Tambien tiene un canal VM[UVW] - eso es la posicion de la masa del instrumento los tres componentes del sensor UVW que son a un cierto angulo de NEZ.

Geotech KS-54000 Borehole Seismometer con canales 00:BH? entre otras. Eso es en un pozo, entonces va a registrar una senal con u poco ruido. Aun, solamente registra a 20 muestras por segundo.

Kinemetrics FBA-23 Low-Gain Sensor con canales EN?. Es un acelerometro, periodo corto, con un gran muestreo. Es menos sensible que los sismometros pero podria registar aceleraciones
fuertes sin saturarse.

Paroscientific microbarograph canal: WDO. Presion de la atmosfera? No conozco esta canal.

La pagina web de este sitio tiene mas instrumentos en la lista, pero son los mismos instrumentos entre diferentes rangos de fechas creo.

2) Usen el programa TauP para asignar los tiempos de viaje en los sismogramas de las siguientes fases: P, S, PP, SS, PS, PcP, ScS, PKP, SKS.

Pistas: El tiempo del origen del terremoto debe ser en el header de los archivos SAC. Tambien, la latitud, longitd y profundidad del evento debe ser conocido en los archivos.
Si sus archivos no tienen esta informacion, se puede ponerlo usando un script en bash. Por ejemplo, para un evento en dia 85 del agno 2012, a la hora 22:30:06.2, latitud 37.5S, longitud 73.2O, profundidad 28km se puede agregar esta informacion en los headers de los archivos SAC:

#!/bin/bash
for archivo in `ls -1 *.SAC`; do
sac << FIN
read ${archivo}
ch O GMT 2012 085 22 30 06.2
ch evla -37.5
ch evlo -73.2
ch evdp 28
quit
FIN
done

Con esta informacion en el header, ahora taup_setsac funcionara:
taup_setsac -evdpkm -ph P-1,PP-2,etc ... archivo.SAC

Recuerden usar la opcion -evdpkm si la profundidad del evento en el header esta dada en kilometros.

3) Usen el comando PLOTRECORDSECTION en SAC para graficar los sismogramas de los componentes verticales de sus estaciones con respecto a la distancia terremoto-estación.

Pistas: http://www.iris.edu/software/sac/commands/sss.html

El comando plotrecordsection (prs) esta en un subproceso de SAC, se llama Signal Stacking Subprocess (sss). Es posible que hay que poner todos los archivos con el mismo muestreo, y sincronizarles alrededor de su tiempo de origen, antes de graficar las sismogramas con respecto a distancia del epicentro:

r *BHZ*SAC
interpolate delta 0.05
synch
sss
prs

Varios comandos de SAC no funcionan dentro de sss. Para salir del subproceso, use el comando "quitsub" en SAC.
El comando prs tiene varias opciones; juegan con ellas si quieren. http://www.iris.edu/software/sac/commands/sss.com/plotrecordsection.html

4) Eligen una estación (componente vertical) que muestra la llegada de las ondas superficiales. Tomen el espectrograma del sismograma para mostrar las frecuencias que contiene las ondas superficiales.

Pistas: Ver la clase!
Tambien, se puede ir a la pagina principal al manual del SAC, y ver el imagen que tienen alla! http://www.iris.edu/software/sac/manual.html

5) Para la misma estación de la parte 4, toman los dos componentes horizontales, filtrarles en el rango de frecuencias de las ondas superficiales, girarles a Radial-Transverso y guardarles.

Pistas:
El comando BANDPASS aplica un filtro
El comando ROTATE gira dos componentes. "rotate to gcp" gira dos componentes horizontales al "Great Circle Path".
En el header del SAC, mire el valor del BAZ, el backazimuth. Eso es el azimuth de la estacion hacia el epicentro. Tambien, los valores del CMPAZ y CMPINC dan la azimuth y inclinacion de la componente del instrumento. Miren como cambien CMPAZ y CMPINC despues de la rotacion al camino del gran circulo - la primera componente ahora debe ser radial, y el segundo transversal.

Para hacer una rotacion, es necesario tener el mismo numero de puntos (NPTS) en los dos archivos. Se puede usar el comendo "cut" para cortar el sismograma entre dos tiempos, despues leerles y girarles.

6) Tomen los componentes Vertical-Radial-Transverso de este evento para identificar la separación de las ondas Love y Rayleigh. Muestre que el movimiento particular de la onda Rayleigh es elíptico.

Pistas:
Si cortaste los componentes horizontales en parte 5 antes de girarles, recuerde cortar el vertical en el mismo rango de tiempo por esta parte!
El comando PLOTPM grafica el movimiento particular de dos series de tiempo. Se puede usar "xlim tiempo1 tiempo2" antes del "plotpm" para solamente graficar el movimiento particular entre tiempo1 y tiempo2.
A veces, la onda Love es dificil identificar. Es mas predominante cuando el camino entre el epicentro y la estacion cruce un oceano (para que la corteza oceanica actua como una guia de ondas para esta onda superficial).
A veces, la onda Rayleigh es mas sucio que lo que dice la teoria! Eso es debido a la estructura 3-dimensional de la Tierra. Pero igualmente, deberia mostrar movimiento eliptico retrogrado!

Entregan sus respuestas en una informe en la forma de un documento .pdf. Comente en todo que hacen en su informe. En una apéndice se pueden armar detalles de los comandos usados, la manipulación de los datos etc. También, hay que entregar el informe personalmente y entrevistar por unos 15 minutos sobre lo que hicieron.

Pistas: Si no les veo en las horas de oficina, van a entrevistar sobre todo que hicieron, su manipulacion de datos, los comandos usados, scripts etc. Para evitar una entrevista dificil por favor pasar en las horas de oficina para mostrarme el progreso de su trabajo ypreguntar de cosas.

Si quieren su informe revisado con lapiz rojo, por favor les pido imprimirlo para mi. La evaluacion sera hecha usando una serie de puntos claves que tienen que hacer, y el spreadsheet con la composicion de su nota sera publicada despues.

Si quieren tomar mas tiempo en este trabajo, por favor pidelo personalmente y mostrar el progreso corriente que tienen.

LIST OF EVENTS:

NUMBER TIME LAT LON DEPTH TYPE MAG CATALOG LOCATION
1 2012-04-11 10:43:10 .802 92.463 25.1 MW 8.2 NEIC OFF W COAST OF NORTHERN SUMATERA
2 2012-04-11 08:38:36 2.327 93.063 20 MW 8.6 NEIC OFF W COAST OF NORTHERN SUMATERA
3 2011-03-11 05:46:24 38.297 142.373 29 MW 9.1 NEIC NEAR EAST COAST OF HONSHU, JAPAN
4 2010-02-27 06:34:11 -36.122 -72.898 22.9 MW 8.8 NEIC NEAR COAST OF CENTRAL CHILE
5 2009-09-29 17:48:10 -15.501 -172.087 18 MW 8.1 PDE-Q SAMOA ISLANDS REGION
6 2008-05-12 06:27:59 31.0636 103.3718 7.6 MS 8.1 ISC SICHUAN, CHINA
7 2007-09-12 23:49:04 -2.6161 100.7261 36 MS 8.1 ISC SOUTHERN SUMATERA, INDONESIA
8 2007-09-12 11:10:26 -4.4637 101.3959 35.5 MW 8.5 ISC SOUTHERN SUMATERA, INDONESIA
9 2007-08-15 23:40:58 -13.3836 -76.5555 41.2 MW 8.0 ISC NEAR COAST OF PERU
10 2007-04-01 20:39:56 -8.4468 157.0265 9.5 MW 8.1 ISC SOLOMON ISLANDS
11 2007-01-13 04:23:23 46.2308 154.5027 22.5 MW 8.1 ISC EAST OF KURIL ISLANDS
12 2006-11-15 11:14:14 46.681 153.2106 12.2 MW 8.3 ISC KURIL ISLANDS
13 2006-05-03 15:26:39 -20.1631 -174.1449 53.5 MW 8.0 ISC TONGA ISLANDS
14 2005-07-24 15:42:05 7.9066 92.1458 17.5 ME 8.1 ISC NICOBAR ISLANDS, INDIA
15 2005-03-28 16:09:35 2.0964 97.1131 30 MW 8.6 ISC NORTHERN SUMATERA, INDONESIA
16 2004-12-26 00:58:52 3.4125 95.9012 26.1 MW 9.0 ISC OFF W COAST OF NORTHERN SUMATERA
17 2004-12-23 14:59:00 -49.71 161.5761 10 MW 8.1 ISC NORTH OF MACQUARIE ISLAND


ASSIGNED EVENTS (done randomly with the sort -R option, taken from infoalumno):

STUDENT EVENT NUMBER
HERRERA RAMIREZ, CARLOS FELIPE 1
CARRILLO PENAILILLO, YENIFER DEL TRANSITO 2
PENA HORMAZABAL, CARLOS RAUL 3
CASTILLO FUENTEALBA, LORENA ANDREA 4
BARRIENTOS MOLINA, JAQUELINE ANDREA 5
MORALES YANEZ, CATALINA PATRICIA 6
GODOY LARA, ELIZABETH NICOLE 7
RAMOS DOMKE, CATALINA MARLENE 8
SALAZAR MARTINEZ, PAOLA CAROLINA 9
AGURTO SALAZAR, CRISTOBAL EDUARDO 10
GONZALEZ VIDAL, DIEGO MARIO 11
CATALAN HUENCHUR, CLAUDIO ANDRES 12
SALGADO COUTAZ, FABIEN LEONARDO 13
CONSTANZO VALDEBENITO, IVAN IGNACIO 14
CONSTANZO CONSTANZO, NICOLE FRANCESCA 15
CORTES SALAZAR, PATRICIA CAMILA 16
VERA GONZALEZ, MARIA JOSE 17