TY  - THES
A1  - Lehmann, Lukas
T1  - Performance Test von Phasenpickern
T1  - Performance test of phase pickers
N2  - Die genauen Einsatzzeiten seismischer P-Phasen von Erdbeben werden in SeisComP3 und anderen Auswerteprogrammen standardmäßig und in Echtzeit automatisch bestimmt. S-Phasen stellen dagegen eine weit größere Herausforderung dar. Nur mit genauen Picks der P- bzw. S-Phasen können die Erdbebenlokationen korrekt und stabil bestimmt werden. Darum besteht erhebliches Interesse, diese mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, vier verschiedene, bereits vorhandene S-Phasenpicker auf ausgewählte Parameter optimal zu konfigurieren, auf Testdaten anzuwenden und deren Leistungsfähigkeit objektiv zu bewerten. Dazu wurden ein S-Picker (S-L2) aus dem OpenSource SeisComp3-Programmpaket, zwei S-Picker (S-AIC, S-AIC-V) als kommerzielles Modul der Firma gempa GmbH für SeisComP3 und ein S-Picker (Frequenzband) aus dem OpenSource PhasePaPy-Paket ausgewählt. Die Bewertung erfolgte durch Vergleich automatischer Picks mit manuell bestimmten Einsatzzeiten. Alle vier Picker wurden separat konfiguriert und auf drei verschiedene Datensätze von Erdbeben in N-Chile und im Vogtland, Deutschland, angewandt.  Dazu wurden regional bzw. lokal typische Erdbeben zufällig ausgewählt und die P- und  S-Phasen manuell bestimmt. Mit den zu testenden S-Pickeralgorithmen wurden dieselben Daten durchsucht und die Picks automatisch bestimmt. Die Konfigurationen der Picker wurden gleichzeitig automatisch und objektiv durch iterative Anpassung optimiert. Ein neu erstelltes Bewertungssystem vergleicht die manuellen und die automatisch gefundenen S-Picks anhand von definierten Qualitätsfaktoren. Die Qualitätsfaktoren sind: der Mittelwert und die Standardabweichung der zeitlichen Differenzen zwischen den S-Picks, die Anzahl an übereinstimmenden S-Picks, die Prozentangaben über mögliche S-Picks und die benötigt Rechenzeit. Die objektive Bewertung erfolgte anhand eines Scores. Der Scorewert ergibt sich aus der gewichteten Summe folgender normierter Qualitätsfaktoren: Standardabweichung (20%), Mittelwert (20%) und Prozentangabe über mögliche S-Picks (60%). Konfigurationen mit hohem Score werden bevorzugt. Die bevorzugten Konfigurationen der verschiedenen Picker wurden miteinander verglichen, um den am besten geeigneten S-Pickeralgorithmus zu bestimmen. Allgemein zeigt sich, dass der S-AIC Picker für jeden der drei Datensätze die höchsten Scores und damit die besten Ergebnisse liefert. Dabei wurde für jeden Datensatz ein andere Konfiguration der Parameter des S-AIC Pickers als die am besten geeignete bezeichnet. Daher ist für jede Erdbebenregion eine andere Konfigurationen erforderlich, um optimale Ergebnisse mit diesem S-Picker zu bekommen.
N2  - The exact onset times of seismic P phases are automatically determined in analysis programs like SeisComP3 by default and in real-time. However the S phases are more challenging. To get an exact and stable result for earthquake location determination both, the P and the S phases, have to be picked accurate. The aim of this bachelor thesis was to optimize four different existing S phase pickers for different parameters, to apply these to data and to evaluate the results objectively. The chosen pickers were one S picker (S-L2) from the OpenSource SeisComp3 program package, two S pickers (S-AIC, S-AIC-V) as commercial module of the company gempa GmbH for SeisComp3 and one S picker (Frequency Band) from the OpenSource PhasePaPy package. The evaluation was based on the comparison between automatic and manually determined onset times. All those four pickers were configured separately and applied to three different records of earthquakes from northern Chile and Vogtland, Germany. The data sets consist of regional and/or local typical randomly chosen earthquakes for which both P and S phases were manually picked. The tested S pick algorithms determined the automatic picks for the exact same records. A newly created evaluation system compares the manual and the automatic S picks for predefined quality factors. These factors are: the mean and the standard deviation of the pick time differences, the number of corresponding S picks, the rates of possible S picks and the needed calculation time. The objectively rating was based on a score value. This value is calculated by a weighted sum of the following normalized quality factors: standard deviation (20%), mean (20%) and the rate of possible S picks (60%). The higher the score the better the configuration. The best configurations of the tested S pickers were compared to find the best algorithm, dataset wise. In general it is shown that the S-AIC picker has for each data set the highest score value and as a result it is named the best picker algorithm. But for each data set the picker has a different set of parameters which were determined as the best ones. For that reason there is a need to change the configuration for every earthquake location and field of application to find the best results with the S-AIC picker algorithm.
KW  - Geophysik
KW  - Seismologie
KW  - Erdbeben
KW  - Phasenpicker
KW  - S-Phase
KW  - SeisComP3
KW  - PhasePaPy
KW  - geophysics
KW  - seismology
KW  - earthquake
KW  - phasepicker
KW  - S Phase
KW  - SeisComP3
KW  - PhasePaPy
KW  - Picker
KW  - picker
KW  - Einsatzzeiten
KW  - onset times
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401993
ER  - 
TY  - THES
A1  - Budweg, Martin
T1  - Der obere Mantel in der Eifel-Region untersucht mit der Receiver Function Methode
T1  - The upper mantle in the region of the Eifel, Germany, analyzed with the receiver function method
N2  - Die Eifel ist eines der jüngsten vulkanischen Gebiete Mitteleuropas. Die letzte Eruption ereignete sich vor ungefähr 11000 Jahren. Bisher ist relativ wenig bekannt über die tieferen Mechanismen, die für den Vulkanismus in der Eifel verantwortlich sind. Erdbebenaktivität deutet ebenso darauf hin, dass die Eifel eines der geodynamisch aktivsten Gebiete Mitteleuropas ist. In dieser Arbeit wird die Receiver Function Methode verwendet, um die Strukturen des oberen Mantels zu untersuchen. 96 teleseismische Beben (mb > 5.2) wurden ausgewertet, welche von permanenten und mobilen breitbandigen und kurzperiodischen Stationen aufgezeichnet wurden. Das temporäre Netzwerk registrierte von November 1997 bis Juni 1998 und überdeckte eine Fläche von ungefähr 400x250 km². Das Zentrum des Netzwerkes befand sich in der Vulkaneifel.  Die Auswertung der Receiver Function Analyse ergab klare Konversionen von der Moho und den beiden Manteldiskontinuitäten in 410 km und 660 km Tiefe, sowie Hinweise auf einen Mantel-Plume in der Region der Eifel. Die Moho wurde bei ungefähr 30 km Tiefe beobachtet und zeigt nur geringe Variationen im Bereich des Netzwerkes. Die beobachteten Variationen der konvertierten Phasen der Moho können mit lateralen Schwankungen in der Kruste zu tun haben, die mit den Receiver Functions nicht aufgelöst werden können. Die Ergebnisse der Receiver Function Methode deuten auf eine Niedriggeschwindigkeitszone zwischen 60 km bis 90 km in der westlichen Eifel hin. In etwa 200 km Tiefe werden im Bereich der Eifel amplitudenstarke positive Phasen von Konversionen beobachtet. Als Ursache hierfür wird eine Hochgeschwindigkeitszone vorgeschlagen, welche durch mögliches aufsteigendes, dehydrierendes Mantel-Material verursacht wird. Die P zu S Konversionen an der 410 km Diskontinuität zeigen einen späteren Einsatz als nach dem IASP91-Modell erwartet wird. Die migrierten Daten weisen eine Absenkung der 410 km Diskontinuität um bis zu 20 km Tiefe auf, was einer Erhöhung der Temperatur von bis zu etwa 140° Celsius entspricht. Die 660 km Diskontinuität weist keine Aufwölbung auf. Dies deutet darauf hin, dass kein Mantelmaterial direkt von unterhalb der 660 km Diskontinuität in der Eifel-Region aufsteigt oder, dass der Ursprung des Eifel-Plumes innerhalb der Übergangszone liegt.
N2  - The upper mantle in the region of the Eifel, Germany, analyzed with the receiver function method:  The Eifel is the youngest volcanic area of Central Europe. The last eruption occurred approximately 11000 years ago. Little is known about the deep origin and the mechanism responsible for the Eifel volcanic activity. Earthquake activity indicates that the Eifel is one of the most geodynamically active areas of Central Europe.  In this work the receiver function method is used to investigate the upper mantle structure beneath the Eifel. Data from 96 teleseismic events (mb > 5.2) that were recorded by both permanent stations and a temporary network of 33 broadband and 129 short period stations had been analyzed. The temporary network was operating from November 1997 till June 1998 and covered an area of approximately 400x250 km² centered on the Eifel volcanic fields.  The receiver function analysis reveals a clear image of the Moho and the mantle discontinuities at 410 km and 660 km depth. Average Moho depth is approximately 30 km and it shows little variation over the extent of the network. The observed variations of converted waveforms are possibly caused by lateral variations in crustal structure, which could not resolved by it receiver functions. Inversions of data and migrated it receiver functions from stations of the central Eifel array suggest that a low velocity zone is present at about 60 to 90 km depth in the western Eifel region. There are also indications for a high velocity zone around 200 km depth, perhaps caused by dehydration of the rising plume material. The results suggest that P-to-S conversions from the 410-km discontinuity arrive later than in the IASP91 reference model. The migrated data show a depression of the 410 km discontinuity of about 20 km, which correspond to an increase of temperature of about 140° Celsius. The 660 km discontinuity seems to be unaffected. This indicates that no mantel material rises up from directly below the 660 km discontinuity in the Eifel region or the Eifel-Plume has its origin within the transition zone.
KW  - Seismologie
KW  - Receiver Function
KW  - Hotspot
KW  - Erdmantel
KW  - Eifel
KW  - Seismology
KW  - Receiver Function
KW  - Hotspot
KW  - Mantle
KW  - Eifel
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0000704
ER  -