地球表面是一个特殊的分界面,称为自由表面,其上的应力作用为零.在有限差分数值模拟方法中,自由表面模拟方法有:隐式自由边界法、补零网格法、应力反对称法、直接离散法等,这些方法各有利弊.Kristek等(2002)提出利用调整有限差分近似法地震勘探(AFDA)对自由表面进行模拟,本文采用这种方法,得到了比较好的自由表面模拟效果. 用交错网格有限差分法进行地震波场数值模拟时，偏微分方程中场分量的导数是用网格点上对应物理量的插商代替的，这对于自由表面附近的场分量不再适用。而AFDA法调整了有限差分格式，将自由表面上场分量的导数用自由表面以下网格点上对应物理量的差商代替，解决了自由表面作为模型上界面，其上无场分量的问题。由AFDA法得到的有限差分格式中各项系数可由Taylor级数展开法求得。 在进行交错网格有限差分数值模拟时，自由表面位置有两种，一种是H法:将自由表面放置在速度分量U, V和正应力分量所在的水平表面;一种是W法:将自由表面放置在速度分量W所在的水平表面。用AFDA法对这两种自由表面放置方法处理时，原则是相同的: (1)将H法或W法中位于自由表面上的Tzz分量或Txz、Tyz分量的值设置为零； (2)将位于自由表面及附近网格点上各个场分量对z的导数用AFDA法求取。 Kristek等(2002)指出，经过H-AFDA法模拟可得到的较好的相位结果，经过W-AFDA法模拟可以得到更较好的振幅结果。