Jökull


Jökull - 01.01.2014, Blaðsíða 15

Jökull - 01.01.2014, Blaðsíða 15
Reviewed research article Improved precision of delay times determined through cross correlation achieved by out-member averaging William Menke1 and Hannah Menke2 1 Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, Palisades, New York, USA 2 Department of Earth Science and Engineering, Imperial College, London, UK Abstract — The estimation of differential time delays between similar but noisy time series by cross-correlation is an important component of many data processing applications. In many cases, delays are determined for every pair of time series drawn from a large set of them. For instance, modern earthquake location techniques utilize the differential delays between all P waves (or S waves) observed at a common station, sets that could have thousands of members (one for each earthquake pair). We show that the variance of delay time estimates can be reduced by a factor of 2 to 4 through a process we term out-member averaging. It utilizes an estimate of the delay time constructed by adding together the delays between each member of the pair and a third time series. In addition to decreasing the variance of the estimates, thus potentially improving the accuracy of earthquake locations by a factor of 2–4, it also demonstrates that data from an earthquake can contribute to the location process, even when insufficient data are available to locate that particular earthquake. Remembering Sigurður Thorlacius Rögnvaldsson (1964–1999) This paper is dedicated to the late Dr. Sigurður Rögn- valdsson, a bright young seismologist who died trag- ically fifteen years ago in an automobile accident. Siggi’s 1994 Ph.D. Thesis, Microearthquakes in South Iceland, was seminal in the development of mod- ern high-precision earthquake location techniques. His method’s subsequent integration into a computer- ized earthquake location system in the South Iceland Lowland (SIL) seismographic network dramatically demonstrated its advantages. The fidelity of location achieved was remarkable, allowing even very small earthquakes to be correlated with specific geological faults. Central to the method was the use of cross- correlation to make very precise measurements of the differential arrival times of P and S waves. Siggi’s work was at the onset of what is now recognized as a period of revolutionary advance in earthquake lo- cation methodology, during which time the accuracy of earthquake locations improved by more than an or- der of magnitude. Siggi’s insight has proved long- lasting, for cross-correlations are still at the heart of the double-difference method, the current state-of-the- art earthquake location technique. Siggi made an extended visit to the Lamont- Doherty Earth Observatory in 1993, during which time he lodged at our home and collaborated with one of us (WM) on use of polarization data (also de- termined via cross-correlation) in tomographic inver- sion. Much of our own interest in and enthusiasm for the subject of signal-processing stems from the many lively discussions that we had during those months. We remember his visit – and his life - with gratitude. INTRODUCTION A radical improvement in earthquake location methodology occurred in the 1990’s, when the grow- ing ubiquity of digital recording drove a fundamental change in the underlying type of data. Older loca- tions methods used arrival time data of P and S waves, picked by eye off paper records (Klein, 1978). The JÖKULL No. 64, 2014 15
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132
Blaðsíða 133
Blaðsíða 134
Blaðsíða 135
Blaðsíða 136
Blaðsíða 137
Blaðsíða 138
Blaðsíða 139
Blaðsíða 140
Blaðsíða 141
Blaðsíða 142
Blaðsíða 143
Blaðsíða 144
Blaðsíða 145
Blaðsíða 146
Blaðsíða 147
Blaðsíða 148
Blaðsíða 149
Blaðsíða 150
Blaðsíða 151
Blaðsíða 152
Blaðsíða 153
Blaðsíða 154
Blaðsíða 155
Blaðsíða 156
Blaðsíða 157
Blaðsíða 158
Blaðsíða 159
Blaðsíða 160

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.