Trazado de rayos empleando una búsqueda de Fibonacci

CARCIONE, JOSÉ; ONNIS, LUCIANO

La Plata

Congreso; XXVIII Reunión Científica de la Asociación Argentina; 2017

Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas

Dentro de las aplicaciones de los algoritmos de localización de fuentes sísmicas, el monitoreo volcánico se destaca por requerir resultados casi en tiempo real. Adicionalmente, los tremores volcánicos y otras fuentes de baja frecuencia presentan gran incerteza temporal, y los algoritmos de localización basados en amplitud han demostrado ser eficientes. Esto motiva el desarrollo de un código rápido de modelado directo para simular la respuesta de detectores en superficie ante la energización de fuentes en profundidad, que pueda ser usado como entrada de la rutina de localización.Se considera un modelo 2D visco-acústico de capas horizontales, isótropas, y con velocidad, densidad y factor de calidad constantes. Las interfases se definen inicialmente por un número reducido de puntos (~50), luego interpolados por splines en miles de posiciones intermedias equiespaciadas. Los modelos típicos tienen una extensión del orden de los 3-4 km.Se buscan los rayos que unen una dada posición de la fuente con cada detector ubicado en superficie. Se traza una serie de rayos con ángulos de salida respecto de la vertical equiespaciados. Para cada detector el intervalo inicial de búsqueda es determinado por los ángulos consecutivos que definen los rayos más cercanos a cada lado. A continuación se aplica el método de búsqueda de Fibonacci hasta restringir el ángulo a un intervalo de la extensión deseada y se traza el rayo con el ángulo central. La función de mérito en cada iteración es la distancia entre el punto de arribo del rayo a la superficie y el detector. Esto se realiza para todos los detectores.Una vez trazados los rayos se determina su tiempo de viaje y su factor de pérdida de amplitud desde la fuente por divergencia esférica, absorción inelástica y transmisión a través de cada interfase. También se incluye un factor dependiente del ángulo que da cuenta del patrón de radiación. Con todo esto se obtiene para cada detector una traza que representa su respuesta ante una fuente pulsada. Para obtener sismogramas sintéticos de espectro limitado, se convoluciona la traza de cada detector con una onda de Ricker. Para validar los resultados se los compara con sismogramas sintéticos obtenidos para modelos equivalentes usando un método de grilla pseudoespectral.