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지구의 모양, 지진파

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by

영택 이

on 12 August 2016

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Transcript of 지구의 모양, 지진파

서로 다른 지구타원체 사용에 따른 문제점을 줄이기 위해 세계적으로 WGS 84(World Geodetic 1984) 지구타원체를 채택
편평률: 1/298
적도 반경: 6378.137km
극 반경: 6356.752km
학자들에 따라 적도 반경과 극 반경을 바탕으로 산출되는 타원체의 편평률은 약간씩 다름
국가마다 채택하고 있는 편평률도 다름
예)프랑스, 남아프리카 - Clarke(1880) 편평률은 1/293
인도- Everest(1830)의 편평률은 1/301
전세계 - GRS80의 편평률은 1/298

지구타원체와 편평도
평균해수면과 일치하는 면으로 둘러싸인 지구타원체
중력의 방향에 수직하고 있는 해면을 육지에 터널을 파서 육지 내부로 끌어 들였다고 생각할 때 육지에 연장된 수면은 중력의 방향에 수직하게 되는데 이와 같이 중력의 방향에 수직하여 나타나는 이론적인 지표면의 지구타원체
모든 점에서 중력 방향에 수직하여 나타나는 가상의 면으로, 조석, 파도 등이 없는 상태에서 평균 해수면을 이용하여 지오이드면을 추정하고 있음
각각의 구성요소와 밀도가 장소에 따라 다르기 때문에 지오이드면은 상당히 불규칙하게 나타남
지각의 구성요소와 밀도에 따라 지오이드면은 지구타원체면 보다 낮은 곳(해양)도 있고 높은 곳(대륙)도 있으며, 그 차이는 약 50m 가량으로 알려져 있음
지오이드
과거 – 평면, 직육면체, 원반, 원통, 공, 둥근 배
현재 – 인공위성에서 촬영한 사진
지구의 곡률을 무시할 수 있을 정도의 짧은 거리(10Km 이하)를 측량할 때에는 지구를 평면 형태로 가정하나, 먼 거리(10km 이상)를 측정하거나 좌표, 방위 등을 측정하기 위해서는 정확한 지구 형태가 필요함
17세기에 처음으로 지구가 완전히 구형이라는데 의문 제기
1671년 프랑스 천문학자인 J. Richer는 파리에서 정확하게 맞던 진자시계가 북위 5도에 위치한 Cayenne에서는 하루에 약 2.5분씩 늦어짐을 발견
L. Newton과 C. Huygence는 지구밀도를 가정한 후 이론적으로 지구는 적도 방향으로 퍼진 타원체라고 주장
지구의 모양
18세기 말 프랑스 학술원에서 파견한 측량대에서 실제 관측
지구의 한 경선을 따라서 적도로부터 극으로 이동하면서 위도 1도에 해당하는 호의 길이를 측정해보면 지구가 타원체임을 알 수 있음
위도 0도와 1도에서 호의 길이는 110.57km이며, 45도와 46도 사이에서는 111.14km, 89도와 90도 사이에서는 111.70km로 고도가 증가할수록 호의 길이가 점차 증가하고 있어 지구는 적도 쪽으로. 부풀은 타원체임을 알 수 있음
지구가 남-북 축의 반경이 동-서 축의 반경보다 짧은 타원체의 형상을 나타내는 것에 대해 Newton은 지구 자전효과의 결과로 봄
지구의 모양
지오이드는 각 지역마다 조금씩 다르기 때문에 이로 인한 측량오차 발생 가능
출발기준선은 조차의 영향력을 최소화한 평균해수면을 측정하여 채택
지오이드와 지구타원체가 모두 지형의 고도를 측정하는 기준이 될 수 있음
높이를 관측할 수 있는 기준이 타원체에 대한 수직선과 지오이드에 대한 수직선 두 가지가 존재
지오이드와 지구타원체와의 관계
지진
PS시를 이용한 진앙 및 진원 깊이 결정

타원체를 기준으로 하여 지표면까지 수직선 높이를 타원체고라고 하며, 지오이드를 기준으로 한 수직선 높이는 표고라고 함
타원체와 지오이드사이의 수직거리를 지오이드고라 함
지형의 고도를 측정할 때 지오이드는 매우 중요한 기준면이 됨
지오이드가 각 지역마다 조금씩 다르기 때문에 이로 인해 측량오차 발생 가능
지진발생원리
지진파의 종류
표면파(Love파)의 분산
(가), (다) 지면 : 팽창이 일어나 지면의 운동이 팽창의 형태로 나타나므로 지진계에는 초기 진동이 하향으로 기록됨
(나) 지면 : 압축이 일어나 파의 운동이 압축의 형태로 지면에 도달하게 되므로, 초기 진동은 상향으로 기록됨
관측소의 남남동(SSE)쪽에서 지진이 발생하여 북북서(NNW) 방향으로 실체파와 표면파가 진행된다면,
수직 성분(Z방향): 상향으로 지하에서 올라온 종파가 압축 상태이며 지면을 아래로 수축하므로 초기 운동(진동)은 상향이 된다.
남북 방향의 P파의 초기 운동: 지면이 서쪽보다는 북쪽으로 강하게 압축된다. 따라서 P파의 초기 운동은 반대인 상향이 된다.

동서 방향의 P파의 초기운동: 지면이 북쪽으로 강하게 압축되므로 동서 방향으로는 팽창되어, P파의 초기운동은 하향으로 기록된다.
주시곡선
관측소에서 진앙까지의 거리와 시간과의 관계를 나타낸 그래프
진앙 거리가 멀어질수록 P파와 S파의 시간차가 커진다







PS시
진원거리
진앙의 위치와
진원의 깊이
지구내부를 통과하는 지진파의 위상
elastic rebound theory
응력 작용 탄성에너지 축적
깨짐, 탄성에너지 발생
지진파 전파
Elastic & Brittle Deformation
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