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H/V-Spektrum

Mikrozonierung Lörrach (Verstärkung 0,4 - 5,0), ermittelt aus H/V-Spektren. Quelle: Pohl.
H/V-Spektren (Überhöhung) und abgeleitete S- und P- Geschwinigkeiten. Quelle: Pohl.

Um die Standorteffekte von den Quelleffekten zu trennen, bildet man das Spektralverhaltnis der horizontalen und vertikalen Komponenten (H/V). Diese Methode wurde erstmals von Nogoshi & Igarashi (1971) beschrieben und basiert auf der Annahme, dass Rauschen uberwiegend aus Oberfächenwellen besteht. 1989 wurde die Betrachtung des H/V-Spektralverhaltnisses von Nakamura erneut aufgegriffen und erweitert, wodurch die Methode erstmalig weltweit Beachtung fand. Deshalb wird neben der H/V-Methode auch von Nakamuras Methode gesprochen.

Seine Interpretation des H/V-Verhaltnisses geht davon aus, dass der Oberflächenwelleneffekt eliminiert, bzw. vernachlassigt werden kann und somit eine direkte Beziehung zur Transferfunktion von S-Wellen besteht (Nakamura, 1989, 1996 und 2000). Der theoretische Hintergrund dieser Methode ist nach wie vor umstritten, in der Praxis hat sich die Methode allerdings in unzahligen Studien bewahrt und wird in den meisten Fallen dazu verwendet, die  Fundamentalfrequenz (z. bsp. Lachez & Bard, 1994, Konno & Ohmachi, 1998) und zum Teil auch die Amplifikation (z. Bsp. Nakamura, 2000 oder Lermo & Chavez-Garcia, 1994) abzuschatzen. Die Fundamentalfrequenz wird von den meisten Autoren in Zusammenhang mit der Rayleighwellenelliptizitat gebracht und ist fur Standorte mit großem Impedanzkontrast, auch reprasentativ fur die fundamentale S-Wellen Resonanzfrequenz (Malischewsky & Scherbaum, 2004). Fäh et al. (2001) nutzten die Resonanzspitze daruber hinaus fur die Inversion nach der lokalen S-Wellen-Geschwindigkeitsstruktur.

Mit Hilfe der uber die H/V-Spektren ermittelten Fundamentalfrequenzen kann bei bekannter Machtigkeit auf die durchschnittliche S-Wellengeschwindigkeit einer Sedimentschicht geschlossen werden. Für ein einfaches 1D-Modell einer homogenen horizontalen Schicht uber Halbraum lasst sich der Zusammenhang zwischen der Fundamentalfrequenz f0, der S-Wellengeschwindigkeit vs und der Machtigkeit h folgenderma en beschreiben (Ibs-von Seth & Wohlenberg, 1999, Fah et al., 2001  Sesame WP12, 2004)

Literatur

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Pohl, Claudia Manuela: Erdbeben-Mikrozonierung von Lorrach und  Weil am Rhein, sudlicher Oberrheingraben, Erdbeben- Mikrozonierung von Lorrach und Weil am Rhein, südlicher  Oberrheingraben, INAUGURALDISSERTATION zur Erlangung des Doktorgrades der Fakultat für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

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zuletzt bearbeitet Januar 2020