# taup wavefront - 本节贡献者: {{ 田冬冬 }}（作者）、{{ 姚家园 }}（审稿） - 最近更新日期: 2021-06-05 --- `taup wavefront` 命令可用于生成波前面，即任意时刻地震波在地球内部的波场快照。 ## 基本用法 使用 `taup wavefront --help` 可查询该命令的完整用法和选项。其选项与 {doc}`taup_time` 几乎完全相同，故不再重复介绍。此处仅介绍常用用法。 计算震源深度为 300 km，震中距 60° 处，P 震相的波前面: ``` $ taup wavefront -ph P -deg 60 -h 300 ``` 该命令会生成文件 {file}`taup_wavefront.gmt`，其包含了不同时刻（t=100, 200, 300, ...）的 P 波的波前面信息，内容如下: ``` > P at 100.0 seconds 5.31 5151.8 100.00 254.331 5.42 5158.7 100.00 260.031 5.49 5163.9 100.00 264.250 5.55 5167.7 100.00 267.326 ...(省略若干行) > P at 200.0 seconds 15.69 4244.7 200.00 254.331 15.93 4267.0 200.00 260.031 16.10 4283.9 200.00 264.250 16.23 4296.4 200.00 267.326 ...(省略若干行) ``` 该文件包含四列，分别是：震中距（度）、深度（km）、走时（秒）、射线参数（秒/度）。可以直接使用文件的前两列进行绘图。 加上 `--gmt` 选项，则会生成一个绘制波前面的 GMT 脚本 {file}`taup_wavefront.gmt`: ``` $ taup wavefront -ph P -deg 60 -h 300 --gmt ``` 使用如下命令执行该绘图脚本，即可得到 PDF 格式的波前面传播图: ``` $ bash taup_wavefront.gmt ``` 绘制出来的图件效果如下： ```{figure} taup_wavefront.jpg :align: center :width: 500 px `taup wavefront` 绘制波前面 ``` ## 进阶用法 `taup wavefront` 提供的 `--rays` 选项可以进一步控制生成波前面时所使用的射线数目 （即每个波前面用多少个点约束），而 `--timestep` 选项可以控制波前面的时间步长 （即间隔多长时间产生一个波前面）。 以下示例中，每个波前面用 20 条射线计算，且每 25 秒计算一个波前面: ``` $ taup wavefront -ph P -deg 60 -h 300 --rays 20 --timestep 25 --gmt $ bash taup_wavefront.gmt ``` 绘制出来的图件效果如下： ```{figure} taup_wavefront_ray20-time25.jpg :align: center :width: 500 px `taup wavefront` 绘制波前面 ``` ## 波场动画 `taup wavefront` 提供的 `--timefiles` 选项可以将每个时刻的波前面信息输出到 不同的文件中。有了每个时刻的波场信息，就可以制作波场动画了。 以下命令会生成几十个文件，每个文件包含一个波前面信息: ``` $ taup wavefront -ph P -deg 60 -h 300 --timestep 10 --timefiles ``` 例如，{file}`taup_wavefront_025.gmt` 包含了第 25 秒时的波前面信息。 这些文件可用于制图，并进一步生成动画。 将 `--timefiles` 选项与 `--gmt` 选项连用，则会对每个波前面生成一个单独的 GMT 绘图脚本: ``` $ taup wavefront -ph P -deg 60 -h 300 --timestep 10 --timefiles --gmt ``` 以上命令会生成几十个 GMT 脚本。使用如下命令可以批量执行所有 GMT 脚本，生成多个 PDF 文件: ``` $ for i in $(ls taup_wavefront_*.gmt); do bash $i; done ``` 使用 [GraphicsMagick](http://www.graphicsmagick.org/) 的 [gm convert](http://www.graphicsmagick.org/convert.html) 命令 可以将多个 PDF 文件转换为 GIF 动画: ``` $ gm convert -delay 10 -density 150x150 taup_wavefront_*.pdf taup_wavefront.gif ``` 其中，`-delay 10` 表示每两张图的间隔是 10/100 秒，`-density 150x150` 设置动画的水平和 垂直方向的像素点数。 生成的动画如下图所示： ```{figure} taup_wavefront.gif :align: center :width: 500 px `taup wavefront` 绘制波场传播动画 ```