普考申論題
113年
[地震測報] 地震學概要
第 五 題
五、為什麼雷利波（Rayleigh wave）及拉芙波（Love wave）被稱為表面波（Surface wave）？（10 分）為什麼表面波的振幅大多比體波（P 波及 S 波）為大，特別在離震央較遠之地震測站。（10 分）
📝 此題為申論題
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本題測驗地震波的物理特性與傳播衰減機制。第一部分需從『邊界條件（自由表面）』及『能量隨深度指數衰減』切入，解釋表面波的成因與定義。第二部分則需利用『幾何擴散（Geometrical spreading）』維度的差異（球面擴散 vs. 柱面擴散）以及頻率與非彈性衰減（Q 值）的影響，以物理機制解釋為何遠震表面波振幅相對較大。
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【破題】 雷利波與拉芙波因其能量傳播受限於地球邊界（地表），故稱為表面波（Surface wave）。而在遠震觀測中，因其幾何擴散維度較低且衰減較慢，故能保留較大的振幅。 【論述】
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地震表面波物理特性
💡 能量受限於二維地表傳播，因幾何擴散與物理衰減慢而使遠處振幅大。
| 比較維度 | 體波 (Body Wave) | VS | 表面波 (Surface Wave) |
|---|---|---|---|
| 傳播空間 | 三維空間球面擴散 | — | 二維表面柱面擴散 |
| 振幅衰減規律 | 與距離成反比(1/r) | — | 與距離平方根成反比(1/√r) |
| 深度特性 | 在地球內部傳播 | — | 集中地表，隨深遞減 |
| 週期特徵 | 較短（高頻） | — | 較長（低頻） |
💬幾何擴散維度的差異，是導致表面波在遠距離仍能維持大振幅的主因。
