走时计算软件TauP的使用指南0---介绍和安装

本系列文章主要关注走时计算软件TauP的使用，主要工作参考：

• TauP官方主页
• The TauP Toolkit Manual. Download
• Crotwell, H. P., T. J. Owens, and J. Ritsema (1998). The TauP ToolKit: Flexible Seismic Travel-Time and Raypath Utilities, Seismological Research Letters. In Preperation.

连载1关注于TauP的介绍和安装

TauP的介绍

• TauP是由University of South Carolina开发
• 基于Java语言
• 基于Buland 和 Chapman 于 1983 年提出的方法(Buland, R. and C. H. Chapman (1983). The Computation of Seismic Travel Times, Bull. Seism. Soc. Am.73(5),1271–1302.)

TauP相比于其他的走时软件，有如下的优点或特色：

• 主要优点是它的灵活性，TauP除了可以用来计算地震波的走时，还可以计算由其衍生出来的射线路径，穿透点，转折点，射线参数，走时曲线等
• 由于该软件是由Java写的，使其具有强大的可移植性，可以在多平台使用(Windows,Linux,MacOS)
• 其内置多个地球速度模型，其自带的速度模型，可以在解压出的文件TauP-2.4.5/StdModels中查看，其自带的速度模型共11个，包括1066a，1066b，ak135，alfs，herrin，iasp91，jb，prem，pwdk，qdt，sp6
• 提供震相分解功能，支持不常见的震相名称
• 支持自己制作速度模型求解走时
• 部分兼容ttimes的震相名称，比如用ttp表示常见 P 波震相，除此之外，还有tts、ttp+、tts+、ttbasic、ttall
• 提供GUI

最新的TauP包发行版是由2016年7月6日发行的2.4的版本。下载解压后主要有以下目录：

文件	主要信息
README	获取软件包以及安装的基本信息
gpl3.0.txt	GNU GPL许可信息
StdModels	标准速度模型
bin	可直接添加到PATH中运行的命令
lib	Java归档文件(包括依赖包)
doc	包括关于TauP发表的文章的链接，说明文档，以及一个简易的速度模型文件等
native	提供的TauP包与C的接口（官方已经不建议使用）
jacl	不了解，详细信息可以看doc文件夹中的说明文档23页
src	所有的Java源码

TauP提供的工具有：

• taup time 计算走时
• taup pierce计算速度间断面或特定深度的穿透点
• taup path计算射线路径和深度-震中距关系
• taup wavefront计算以时间为步长的波前的传播
• taup图形用户界面工具
• taup curve 计算走时曲线和深度-震中距关系
• taup table输出不同深度和传播距离的走时信息ASCII文件
• taup setsac 将计算出的走时信息写入SAC头文件中
• taup create根据速度模型创建一个.taup文件
• taup consoleTauP的Python脚本

TauP定义了一些默认的参数值：

参数	含义	值
taup.model.name	初始速度模型	iasp91
taup.model.path	速度模型的默认寻找路径	null
taup.source.depth	初始震源深度	0.0km
taup.phase.list	初始震相列表	p,s,P,S,Pn,Sn,PcP,ScS,Pdiff, Sdiff,PKP,SKS,PKiKP,SKIKS
taup.depth.precision	输出深度的精度	1
taup.distance.precision	输出距离的精度	2
taup.latlon.precision	输出经纬度的精度	2
taup.time.precision	输出时间的精度	2
taup.raypath.precision	输出深度的精度	3
taup.maxRefraction	Pn和Sn波沿着莫霍界面滑行的最大距离	20 degrees
taup.maxDiffraction	核幔边界衍射波沿CMB衍射的最大距离	60 degrees
taup.path.maxPathInc	射线路径上两点之间最大距离	简单的线性插值
taup.table.locsat.maxdiff	不太了解	105 degrees
taup.create.minDeltaP	慢度采样间距的最小值	0.1 sec/rad
taup.create.maxDeltaP	慢度采样间距的最小值	11.0 sec/rad
taup.create.maxDepthInterval	深度采样间距最大值	115 km
taup.create.maxRangeInterval	两个相邻射线的距离最大值	2.5 degrees
taup.create.maxInterpError	线性插值最大误差	0.05 s
taup.create.allowInnerCoreS	是否允许J震相和内核中S波的传播	true

TauP的安装

TauP的安装很简单，可参照说明文档36页，步骤如下：

• 检查是否安装Java运行环境
  在终端中键入java -version，需要安装Java 1.8.x以上版本，大多数系统已经内置Java运行环境

    $ java -version
    java version "1.8.0_141"
    OpenJDK Runtime Environment (rhel-2.5.1.2.el7_0-x86_64 u65-b17)
    OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.146-b16, mixed mode)

如果没有版本信息，则需要先安装 Java 运行环境，在 CentOS 7 下用如下命令:
$ sudo yum install java

• 下载 TauP:
  $ wget http://www.seis.sc.edu/downloads/TauP/TauP-2.4.5.tgz

• 解压:
  tar -xvf TauP-2.4.5.tgz

• 将解压出的文件移动到自己文件目录中
  sudo mv TauP-2.4.5 /opt

• 修改环境变量
  vim ~/.bashrc
  键入：

    export TAUPHOME=/opt/TauP-2.4.1
    export PATH=${TAUPHOME}/bin:${PATH}

使修改后的环境变量生效
source ~/.bashrc

• 执行测试
  终端键入 taup 若出现 TauP 图形界面则表示安装成功。

修改历史：

1. 2017年11月23日 初稿