在地震学研究中，非均匀介质中的地震波高精度模拟是不可或缺的。然而，这类模拟也是地震学研究领域内的难题之一。就发展地震反演及高分辨地震波成像方法而言，必须尽可能完美地解决地震波模拟问题。此外，对于地震波长时程计算（如地球自由震荡模拟及地震噪声传播模拟等），其模拟方法的长时程性能亟待大幅提高。

地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室李小凡研究员等对此开展了相关研究，推出了一个适用于高效、高精度模拟地震波场的、基于多辛格式离散奇异褶积微分算子的新方法(MDSCD)。经优化截断，该方法提供了一个局部化短算子，使其在处理复杂非均匀介质中的波场问题时可保留波场的精细结构，避免介质中出现参数间断时的非因果影响。该方法具有保结构特性，适用于高精度、长时程数值模拟。本研究中的数值实验结果表明，该方法可压制数值频散并适用于长时程波场模拟研究。

 图1：不同波场模拟方法性能的比较：（a）MDSCD 的模拟结果；（b）伪谱法的模拟结果；（c）高阶有限差分法的模拟结果。

该研究成果近期发表在美国地震学会通报上（Li et al. Scalar Seismic-Wave Equation Modeling by a Multisymplectic Discrete Singular Convolution Differentiator Method. Bulletin of the Seismological Society of America, 2011, 101(4): 1710–1718）

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