绘制地球内部主要界面

示例贡献者

田冬冬（作者）、姚家园（修订）

在利用地震波研究地球深部结构时，经常需要绘制震相在深度剖面下的射线路径，同时也需要绘制地球内部的主要界面。

震相的射线路径可以用 TauP 提供的 taup_path 命令计算得到，然后在极坐标系 -JP 中绘制。难点在于如何绘制几个主要界面。

本示例将展示如何绘制震中距为30度的 PcP 和 PKiKP 震相的射线路径，同时绘制地球内的 410、660界面以及 CMB 和 ICB。脚本中调用 TauP 计算射线路径。没有安装 TauP 的用户可以直接下载示例射线路径数据 PKiKP.raypath.gmt 和 PcP.raypath.gmt。

绘图脚本如下：

#!/usr/bin/env bash
#
# 绘制地球内部主要界面
#

gmt begin earth-discontinuities pdf,png
gmt set MAP_GRID_PEN_PRIMARY 1p
# 绘制地表
gmt basemap -JP10c+a+t15 -R-10/40/0/6371 -Byg6371 -BS
# 绘制 410 界面
gmt basemap -Byg6371+5961 -BS
# 绘制 660 界面
gmt basemap -Byg6371+5711 -BS
# 绘制 CMB
gmt basemap -Byg6371+3480 -BS
# 绘制 ICB
gmt basemap -Byg6371+1221 -BS

# 计算震相的射线路径，用户需安装 TauP，并取消以下注释
# taup_path -mod prem -ph PcP -h 300 -deg 30 -o PcP.raypath
# taup_path -mod prem -ph PKiKP -h 300 -deg 30 -o PKiKP.raypath

# 绘制震相的射线路径
gmt plot PcP.raypath.gmt -W1p,blue
gmt plot PKiKP.raypath.gmt -W1p,red

# 绘制震源和台站位置
gmt plot -S -Gblack -N << EOF
0 6071 0.4c a
30 6471 0.4c i
EOF

# 添加标注
gmt text -F+f11p+a -N << EOF
-6 6170 20 Surface
-6 3280 20 CMB
-3 1020 20 ICB
16 4100 0 @;blue;PcP@;;
37 1600 0 @;red;PKiKP@;;
EOF
gmt end show
../../_images/index-gmtplot-05.png

脚本使用了五次 basemap 命令，分别绘制五个界面：

  • 第一次用于绘制地表：-Byg6371 表明要在 Y 方向（极坐标下即 R 方向）以6371为间隔绘制网格线，由于地球半径是6371，所以理论上会在R=0和 R=6371 两处绘制网格线。 -BS 的作用是只绘制 R=6371 处的网格线，且只绘制网格线而不绘制刻度

  • 第二次用于绘制410界面：与前一命令基本相同，唯一的区别是 -Byg6371+5961 中多了 +5961，其作用是定义网格线的起算点，即此时将在 R=5961（即410界面）处绘制网格线

  • 其他同理