SUMMARY

The spatial distribution of temporal variations in seismic wavespeed is key to understanding the sources and physical mechanisms of various geophysical processes. The imaging of wavespeed changes requires accurate measurements of traveltime delays with both high lapse-time and frequency resolutions. However, traditional methods for time-shift estimation suffer from their limited resolutions. In this paper we propose a new approach, the wavelet method, to measure the traveltime changes in the time–frequency domain. This method is based on wavelet cross-spectrum analysis, and can provide optimal time–frequency joint resolution while being computationally efficient. It can deal not only with coda but also dispersive surface waves even in the presence of cycle skipping. Using synthetic coda, we show that the wavelet method can retrieve traveltime shifts more stably and accurately than traditional methods. An application at Salton Sea Geothermal Field indicates that the wavelet method is less affected by spectral smearing and better discriminates dv/v variations at different frequencies. Furthermore, upon investigations on synthetic coda, we illustrate that the bias on dv/v measurements due to changes in source frequency content is likely to be negligible, either with traditional methods or with the new wavelet method. The wavelet method sheds lights on applications of seismic interferometry that aim to locate changes in space.

中文翻译：

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小波交叉谱分析在时频域地震传播时间变化的测量

概要

地震波速中时间变化的空间分布是了解各种地球物理过程的来源和物理机制的关键。波速变化的成像要求具有高的经过时间和频率分辨率的传播时间延迟的精确测量。但是，传统的时移估计方法具有分辨率有限的缺点。在本文中，我们提出了一种新的方法，即小波方法，来测量时频域中的旅行时间变化。该方法基于小波互谱分析，可以在计算效率高的同时提供最佳的时频联合分辨率。即使存在循环跳跃，它也可以处理尾波，还可以处理分散的表面波。使用合成尾气，我们表明，与传统方法相比，小波方法可以更稳定，更准确地检索出行时偏移。萨尔顿海地热场的一项应用表明，小波方法受频谱拖影的影响较小，可以更好地区分不同频率下的dv / v变化。此外，在对合成尾气的研究中，我们表明，无论是传统方法还是新的小波方法，由于源频率含量变化而引起的dv / v测量的偏差都可以忽略不计。小波方法为旨在定位空间变化的地震干涉仪的应用提供了启示。萨尔顿海地热场的一项应用表明，小波方法受频谱拖影的影响较小，可以更好地区分不同频率下的dv / v变化。此外，在对合成尾气的研究中，我们表明，无论是传统方法还是新的小波方法，由于源频率含量变化而引起的dv / v测量的偏差都可以忽略不计。小波方法为旨在定位空间变化的地震干涉仪的应用提供了启示。萨尔顿海地热场的一项应用表明，小波方法受频谱拖影的影响较小，可以更好地区分不同频率下的dv / v变化。此外，在对合成尾气的研究中，我们表明，无论是传统方法还是新的小波方法，由于源频率含量变化而引起的dv / v测量的偏差都可以忽略不计。小波方法为旨在定位空间变化的地震干涉仪的应用提供了启示。