SyllabusSismologia A SYLLABUS SISMOLOGIA A SM980 (60352) Corso di Laurea Specialistica in Fisica...

Sismologia A Syllabus

SYLLABUSSYLLABUS

SISMOLOGIA ASM980 (60352)

Corso di Laurea Specialistica in Fisica Terreste e dell’Ambiente

Anno Accademico 2002-2003II Periodo didattico: 13/01 - 14/3


DocenteDocente

Dr. Fabio Romanelli

Dipartimento di Scienze della Terra

Palazzina P, Via Weiss 4

Tel. 040-5582116; Fax: 040-5582111

Email: [email protected]

http://www.dst.univ.trieste.it/Seismology/People/romanelli/Sismologia_A.html


Obiettivi FormativiObiettivi Formativi

Il corso vuole fornire allo studente le basi di conoscenza necessarie per la comprensione delle moderne tematiche legate alla genesi ed alla propagazione delle onde sismiche. Schematicamente:

Teoria dell'elasticità: equazioni del moto, onde elastiche, modi di oscillazione, scattering ed attenuazione.

Sorgenti sismiche: teoremi fondamentali dell'elasticità, momento tensore, modelli cinematici e dinamici.

Sismogrammi sintetici: funzioni di Green, sorgenti puntiformi ed estese, mezzi elastici eterogenei.

Teoria dei sistemi: metodi per il trattamento del segnale.


Testi ConsigliatiTesti ConsigliatiBB) Bolt, B.:

Earthquakes, 1998, Freeman & Co.

Testo elementare consigliato per una panoramica introduttiva.

L&W) Lay, T. & Wallace, T.:

Modern global seismology, 1995, Academic Press.

Testo di base facilmente leggibile. Consigliato come riferimento per tutto il corso.

A&R) Aki, K. & Richards, P.:

Quantitative Seismology, 1980, Freeman.

Testo completo ed approfondito. Consigliato per ogni approfondimento.


ProgrammaProgramma

INTRODUZIONE

TEORIA DELL’ELASTICITA’

ONDE SISMICHE

MODI DI OSCILLAZIONE

ATTENUAZIONE E SCATTERING

SORGENTI SISMICHE

TEORIA DEI SISTEMI

SISMOGRAMMI SINTETICI

MISURA DEI TERREMOTI E SISMOMETRIA

TRATTAMENTO DEL SEGNALE


Sezione 1Sezione 1

INTRODUZIONE

Concetti generali ed evoluzione storica della sismologia.

Ausiliaria


Sezione 1 - AusiliariaSezione 1 - Ausiliaria

L&W Capitolo 1. Paragrafi: tutti.

AMMON

Origine della Terra e sua composizione.

Introduzione ai terremoti ed alla pericolosità sismica.

Intensità.

Onde sismiche, sismogrammi e sismometria.

Onde sismiche ed interno della Terra.

Introduzione alla tettonica a placche.

Faglie e meccanismi focali.

Misura dei terremoti e dei loro effetti.


Sezione 2Sezione 2

TEORIA DELL’ ELASTICITA’ E ONDE SISMICHE

Mezzi continui. Sforzi, deformazioni e spostamenti. Relazioni costitutive.

Equazioni del moto elastico. Teorema di Helmoltz. Mezzi omogenei: onde P ed S.

Superficie libera: onde SH e SV. Mezzi eterogenei: legge di Snell; coefficienti di trasmissione e riflessione; rifrazione critica e head waves.

Raggi sismici in modelli piani e sferici. Dromocrone in mezzi stratificati.

Ausiliaria



L&W Capitolo 2. Paragrafi: tutti. Capitolo 3. Paragrafi: 3.2-3.6.

ASTER

Stress and Strain;

Wave Equation;

Rays.

ANIMAZIONE

Wave motion.


Sezione 3Sezione 3

MODI DI OSCILLAZIONE

Dualita’ modi-raggi. Equazione del moto in una corda. Corda ad estremi fissi: modi liberi.

Modi di Rayleigh (onde P-SV) in un semispazio. Strato su semispazio: modi di Love (onde SH). Autovalori ed autofunzioni. Velocità di fase e di gruppo. Dispersione. Strato liquido su semispazio: modi di Rayleigh dispersi. Geometria sferica: modi liberi e progressivi. Modi torsionali e sferoidali.

Semispazi stratificati: matrix propagator e metodo di Thomson-Haskell.

Ausiliaria



L&W Capitolo 2. Paragrafi: 2.4. Capitolo 4. Paragrafi: tutti.

ASTER

Surface Waves;

Layered Media.


Sezione 4Sezione 4

ATTENUAZIONE E SCATTERING

Geometrical spreading. Attenuazione intrinseca ed anelasticita’. Oscillatore armonico smorzato. Q spaziale e temporale.

Viscoelasticità. Modello di Maxwell e di Kelvin-Voigt. Solido lineare standard.

Attenuazione intrinseca, Q sismologico e dispersione.

Onde, Scattering e sua classificazione sismologica. Diffusione.

Ausiliaria



L&W Capitolo 3. Paragrafi: 3.7. Capitolo 4. Paragrafi: 4.7.

VARIA

Viscoleasticity 1;

Viscoleasticity 2;Viscoleasticity 3.


Sezione 5Sezione 5

SORGENTI SISMICHE

Teoremi fondamentali dell'elasticità: unicità, reciprocità, Betti. Teorema di rappresentazione e sue formulazioni. Dislocazione di taglio.

Funzione di Green in uno spazio omogeneo: far-field e near-field. Profilo di radiazione. Momento tensore. Momento sismico scalare. Doppia coppia puntiforme in mezzi omogenei: termini di near, intermediate e far field.

Principi dinamici. Piani di faglia e relazioni con il momento tensore. Meccanismi focali: dip-slip; strike-slip.

Rise time. Modello cinematico di Haskell. Spettro di sorgente. Direttività. Curve di Gusev. Sorgenti estese.

Ausiliaria



L&W Capitolo 8. Paragrafi: Tutti. Capitolo 9. Paragrafi: 9.1-9.2.

ASTER

Seismic Sources.

VARIA

Focal Mechanisms.

SEMINARIO (di Karim Aoudia)

Seismic Sources and faults.


Sezione 6Sezione 6

TEORIA DEI SISTEMI ED APPLICAZIONI

Cenni alla teoria dei sistemi.

Dominio trasformato di Fourier. Funzione di trasferimento e risposta impulsiva.

Teorema della convoluzione. Filtraggi.

Serie temporali digitali.

Trasformata discreta.

Aliasing e teorema di Nyquist.

Ausiliaria



ASTER

Linear Systems (time domain);

Linear Systems (frequency domain);

Sampling;

Power Spectra.

VARIA

Convolution.


Sezione 7Sezione 7

SISMOGRAMMI SINTETICI

Funzione di Green per mezzi stratificati. Coppia e doppia-coppia puntiforme. Eccitazione dei modi: momento tensore. Sismogrammi sintetici sorgenti puntiformi ed estese.

Esempi di calcolo di spettri (autovalori ed autofunzioni). Calcolo di sismogrammi sintetici in mezzi 1D con la tecnica multimodale.

Cenni a mezzi lateralmente eterogenei: coefficienti di accoppiamento. Calcolo di sismogrammi sintetici in mezzi 2D con la tecnica multimodale.


Sezione 8Sezione 8

MISURA DEI TERREMOTI

Criterio di Coulomb e di Anderson. Stress-drop. Leggi di scala. Definizioni di magnitudo (mb, Ms e Mw). Relazioni con parametri di sorgente. Leggi di scala. Sismologia statistica e legge G-R.

SISMOMETRIA

Sismoscopi, sismometri e sismografi. Pendoli inerziali ed astatizzati. Strumenti elettromeccanici ed elettromagnetici. Contro-reazione e strumenti a larga banda. Rumore sismico.

Ausiliaria



L&W Capitolo 9. Paragrafi: 9.3-9.8. Capitolo 5. Paragrafi: tutti.

Hyperphysics

Damped and forced pendulum.

ASTER

Poles and Zeroes.


Sezione 9Sezione 9

TRATTAMENTO DEL SEGNALE

Filtraggi FTAN. Floating filters ed equalizzazione di fase. Elaborazione di segnali sismici sintetici e non: esempi di analisi della dispersione dei modi di Love e di Rayleigh.


LinksLinks

LINKS CONSIGLIATI:Heiner Igel,: LecturesRichard Aster: Lectures Richard Aster: Data Processing and Analysis

ULTERIORI LINK CONSIGLIATI:

Corso introduttivo di sismologiahttp://www.essc.psu.edu/~ammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/eas193_ncnts.html

Introduttivi alle scienze della terra, con interessanti sezioni di sismologiahttp://pasadena.wr.usgs.gov/office/ganderson/es10/lectures/lnotes.htmlhttp://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/333/index.htmlhttp://www.geo.lsa.umich.edu/~crlb/COURSES/107/gs107.html

Articoli introduttivi all’ingegneria sismicahttp://nisee.berkeley.edu/

Fisica ipertestualehttp://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html


Orario LezioniOrario Lezioni

Lunedi Martedi Mercoledi Giovedi9:00 - 11:00

RICEVIMENTO

9:00 - 11:00

RICEVIMENTO

9:00 - 11:00

RICEVIMENTO

9:00 - 11:00

RICEVIMENTO

11:00 - 13:00LEZIONE

11:00 - 13:00LEZIONE

11:00 - 13:00LEZIONE

AULA:PALAZZINA P, Dipartimento di Scienze della Terra, Via Weiss 4


EsamiEsami

L’esame consiste in una prova orale vertente sulle tematiche affrontate durante il corso. E’ richiesta la conoscenza (dinamica e non mnemonica) dei contenuti presentati nel lezioni di didattica frontale, ed arricchiti dal materiale didattico consigliato.

Le date, ripartite nei periodi previsti, potranno essere soggette a variazione e pertanto si consiglia un contatto telefonico (o per e-mail) di conferma. L’orario di inizio e’ solitamente fissato alle 09:30.

SESSIONE

17/03 - 18/04

SESSIONE

23/06 - 31/07

SESSIONE

01/09 - 30/09

SESSIONE

01/12 - 21/12

27/0316/04

24/0617/07

SyllabusSismologia A SYLLABUS SISMOLOGIA A SM980 (60352) Corso di Laurea Specialistica in Fisica...

Documents

Transcript of SyllabusSismologia A SYLLABUS SISMOLOGIA A SM980 (60352) Corso di Laurea Specialistica in Fisica...