2019年10月17日下午，日本东北大学地球物理系荣誉教授Haruo Sato应邀做客第234期南科大讲堂，为我校师生带来以“Spectrum of the random velocity heterogeneity and the scattering strength of the solid Earth: Scaling law”为题的精彩讲座。我校皇冠welcome体育登录入口主任、中科院院士陈晓非主持讲座。

报告会现场

Haruo Sato是日本东北大学地球物理系荣誉教授。他学术经历丰富，多次受邀赴美、法、俄、韩等国知名大学做特邀报告，并多次获国际大奖。Sato的研究方向为基于散射理论研究地球圈层的非均质结构以及衰减属性。至今，Sato已发表相关SCI文章300余篇，文章引用量8200次，H因子47。

Sato作报告

Sato首先通过日本Kyushu地区YT-2测井的岩心采样数据展示了地球介质参数随深度变化的采样。他指出，总体上，介质的剪切波速度、纵波速度，和密度随深度逐渐增加而增加，但是在总体增加趋势中有很多随机扰动，表现了地球内部存在非均匀质体。不同尺度的非均匀质体，小到微米，大到千米的量级，都可以通过脉冲子波波形的散射显示，但是不同尺度的非均匀体散射特征参数化、及其变化规律尚不明确。同时，波形记录分析也是研究地球内部结构的有效工具。

他指出，分析花岗岩、大理石不同颗粒尺度矿物的研究显示，速度扰动的功率谱密度函数呈降幂指数函数、对数域线性下降的特征。为研究不同尺度非均匀质体的散射规律，Sato使用具有三个参数的von Kármán型功率谱密度函数，对随机介质引起的速度扰动进行表征，三参数的von Kármán型功率谱密度函数比高斯函数更好地表征了不同尺度测量数据的功率谱特征。对天然地震的观测结果显示，在能量强度上，不同于地震体波随着震中距的增加而衰减，地震尾波的强度，没有随着震中距的增加变化；在持续时间上，地震尾波的持续时间也表现为长持续时间，甚至超过地震破裂时间长度。对比浅源地震（< 50km）和深源地震（> 50 km）数据可知，发生在地壳上地幔的地震表现出强散射信号，说明地球的地壳上地幔中比地幔存在更多随机散射体。三参数von Kármán型功率谱密度函数可以很好地表征地球不同波数尺度散射体的功率谱密度函数，而且不同波数尺度（10^-3-10⁸ km^-1）的功率谱密度函数表现出相似性。

应用最简单数学模型，基于辐射传输理论，Sato介绍了描述散射体特征的均匀散射系数，并对各种测量数据的均匀散射系数进行了统计分析，其中包含井间地震记录包络分析、场地震和远震记录包络分析、月震记录、火山活动以及岩石的光扫描数据和声波测井数据。他指出，个别离散点除外，均匀散射系数与频率呈对数域线性增加。个别数据的均匀散射系数异常表现反映了孔隙度、微裂隙等的存在，干扰了介质散射体特征，关于孔隙度和微裂隙影响散射规律需要进一步研究。

现场师生积极提问

Sato的研究工作提供了从微观到宏观认识自然物质的有效手段。在对不同尺度非均匀质体特征有了明确认识后，我们可以利用发现的规律更好的探索人类活动难以触及的地球深部以及宇宙天体。

讲座结束后，师生积极提问，Sato一一详细回答。