ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2011, № 5, с. 76-80
УДК 550.343.6
О ПРОТИВОФАЗНОЙ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННОЙ СВЯЗИ ПАРАДИГМЫ "СЕЙСМОГЕНЕРИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ - СЕЙСМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ" (НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА
ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ) © 2011 г. А. А. Гаджиев, Р. А. Гаджиев, З. С. Айдунбекова
Дагестанский государственный технический университет Дагестан, 367015Махачкала, пр. Шамиля,70, e-mail: lobsang3@rambler.ru Поступила в редакцию 24.09.2009 г.
Выполнен сравнительный анализ причинно-следственной связи между различными факторами, генерирующими сейсмическую активность рассматриваемого района, и сейсмической активностью. Приведены вычисленные значения динамической цепочки, которая фактически описывает динамику сей-смогенерирующих факторов в совокупности, также вычислены значения интегрального показателя, представляющего собой суммарный рейтинг динамической цепочки на каждом единичном (годовом) интервале времени. Подробно описана сама методика вычисления интегрального показателя оценки совокупного действия сейсмогенерирующих факторов на сейсмическую активность.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Как известно, явления и процессы, происходящие в природе, подчиняются физическим законам, но носят случайный характер. Природа по своей сути иррациональна, но движение ее (развитие) происходит рационально на основе регулярных причинно-следственных связей, существующих между объектами, процессами и явлениями.
Это обстоятельство заставляет нас, специалистов, выявлять в первую очередь причинно-следственные связи при изучении сложных объектов и систем, законы и закономерности, которыми определяются и описываются причинно-следственные связи.
В работе [Гаджиев, 2005] нами сделана попытка систематизировать и описать фактологический материал, указывающий на наличие причинно-следственных связей между факторами, формирующими геофизические процессы в земной коре вообще, и в локальном участке ЗК с индивидуальными особенностями морфологии геологической среды, в частности.
Нами получены убедительные данные, свидетельствующие о значительной корреляции между сейсмической активностью района Восточного Предкавказья и пятью сейсмогенерирующими факторами, в качестве которых рассматривались: 1) глобальные (циклически изменяющаяся солнечная активность, лунный цикл с периодом 18.6 лет); 2) межрегиональный фактор — поступательно-вращательное движение Аравийской плиты; 3) региональные факторы: колебания уровня Каспийского моря и динамика ледникового покрова Большого Кавказа. Были вычислены коэф-
фициенты корреляции между каждым из этих факторов и сейсмической активностью Восточного Предкавказья, и установлено, что корреляционная связь выражена в разной степени. Это обстоятельство, в свою очередь, требует учета степени влияния фактора при определении их совокупного воздействия на сейсмическую активность Восточного Предкавказья. Результаты получены на основе анализа статистических данных наблюдений за период 1970—2007 гг Они показывают, что между изменениями во времени сейсмогенерирующих факторов и сейсмической активности района Восточного Предкавказья существует противофазная закономерная связь.
В этой работе рассмотрена методика выявления и описания закономерности в причинно-следственной связи парадигмы "сейсмогенерирующие факторы — сейсмическая активность" на примере района Восточного Предкавказья.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИЧИННО-
СЛЕДСТВЕННОЙ СВЯЗИ ПАРАДИГМЫ "СЕЙСМОГЕНЕРИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ -СЕЙСМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ"
Изучая причинно-следственную связь между каждым сейсмогенерирующим фактором и сейсмической активностью, нас будет интересовать, в какой фазе находятся состояния фактора и сейсмической активности на единичном (годовом) интервале времени, а также аналогичное отношение между некоторым интегральным показателем, характеризующим количественно совокупное влияние всех факторов на сейсмическую активность.
О ПРОТИВОФАЗНОЙ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННОЙ СВЯЗИ
77
В том и другом случае будем рассматривать следующие возможные варианты фазного отношения сейсмогенерирующих факторов и сейсмической активности:
а) в фазе: рост — рост, падение — падение, постоянно — постоянно;
б) в противофазе: рост — падение, падение — рост, постоянно — рост, рост — постоянно, постоянно — падение, падение — постоянно.
Мы считаем, что количественной мерой интересующей нас противофазной связи может служить отношение числа состояний сейсмогенерирующих факторов и сейсмической активности и интегрального показателя их совокупного влияния и сейсмической активности на каждом единичном (годовом) интервале времени к общему числу единичных интервалов за весь период Т наблюдений сейсмогенерирующих факторов. Целесообразно анализировать противофазность "интегральный показатель — сейсмическая активность" также для периодичностей в 5 и 8 лет.
ОБ ИНТЕГРАЛЬНОМ ПОКАЗАТЕЛЕ СОВОКУПНОГО ДЕЙСТВИЯ
СЕЙСМОГЕНЕРИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА СЕЙСМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ
ЛОКАЛЬНОГО УЧАСТКА ЗЕМНОЙ КОРЫ
В работе [Гаджиев, 2005] введено понятие "динамической цепочки" для описания динамики сей-смогенерирующих факторов. Известно, что на рассматриваемом периоде наблюдений поведение каждого фактора характеризуется некоторым уровнем состояния, который определяется цикличностью фактора. Поскольку все сейсмогенерирующие факторы характеризуются различной цикличностью и нормированы по уровню в интервале (0.1), они на каждом единичном (годовом) интервале периода наблюдений имеют разные уровни, т.е. выражены в различной степени проявления (например, "сильно", "средне", "слабо"), а также характеризуются различными направлениями развития ("рост", "падение", "постоянно"). Таким образом, динамическая цепочка представляет собой совокупность разнообразных проявлений единичных интервалов сейсмогенерирующих факторов. Состояние динамической цепочки позволяет получать определенную качественную информацию, выраженную количественно: 1) о характере действия каждого сей-смогенерирующего фактора, 2) об их совокупном (суммарном) действии (влиянии) на сейсмическую активность исследуемого локального участка земной коры и 3) о цикличности совокупного действия сейсмогенерирующих факторов.
Заметим, что характер элементов динамической цепочки может изменяться с добавлением каждого следующего единичного интервала наблюдений, если только значение фактора на этом интервале боль-
Таблица 1. Шкалирование квантификаторов (сейсмогенерирующих факторов)
Наименование терма нечеткого множества Шкала
ОВ ("Очень Высокий" уровень) 0.95 < х < 1.0
В ("Высокий" уровень) 0.8 < х < 0.95
С ("Средний" уровень) 0.5 < х, < 0.8
("Низкий" уровень) 0.2 < х < 0.5
ОН ("Очень Низкий" уровень) 0 < х < 0.2
Таблица 2. Ценность уровней сейсмогенерирующих факторов в зависимости от ранга
Ранг 1 2 3 4 5
ОВ 55 34 21 13 8
В 34 21 13 8 5
С 21 13 8 5 3
Н 13 8 5 3 2
ОН 8 5 3 2 1
ше максимального значения, принятого при нормировании статистических данных фактора. Это положение следует учитывать при каждом дополнении данных.
Как правило, количество нечетких термов для шкалирования уровней можно выбирать 3—7. При малых значениях нечеткое описание проще, но менее точно, при больших значениях — усложняются расчеты, но результаты в большей степени соответствуют действительности. Нами взято за основу пятиуровневое шкалирование (табл. 1).
В численном выражении значения динамической цепочки определяются в зависимости от ранга фактора и соответствующего веса каждого уровня шкалы. Для оценки весов уровней факторов использован числовой ряд Фибоначчи [Виленкин, 1969]. В табл. 2 приведены данные о весах уровней сейсмогенерирующих факторов в зависимости от его ранга.
В качестве интегрального показателя совокупного действия сейсмогенерирующих факторов на сейсмическую активность локального участка земной коры рассматривается суммарный рейтинг динамической цепочки (Яд) всех сейсмогенерирующих факторов на единичном (годовом) интервале времени, вычисленный с учетом ценности уровней сей-смогенерирующих факторов в зависимости от ранга фактора и его уровня (см. табл. 2).
В качестве обоснования выбора числового ряда Фибоначчи для выражения ценности уровней сей-смогенерирующих факторов и построения инте-
78
ГАДЖИЕВ и др.
Таблица 3. Данные о значениях рейтингов интегрального показателя и сейсмической активности по наблюдениям за период 1970-2007 гг. в районе Восточного Предкавказья
Годы *д Х Годы Хд Хс Годы Хд Хс Годы Хд Хс
70 49 870 80 47 214 90 47 321 00 70 149
71 54 10 81 52 232 91 44 51 01 70 373
72 30 62 82 50 424 92 34 212 02 99 343
73 33 0 83 55 245 93 41 56 03 110 279
74 25 592 84 76 138 94 43 101 04 88 452
75 30 1528 85 71 138 95 43 75 05 104 563
76 33 182 86 72 334 96 43 116 06 66 165
77 38 264 87 72 247 97 40 132 07 53 619
78 29 428 88 58 669 98 44 70
79 45 248 89 44 539 99 71 652
грального показателя отметим следующие важные свойства иррационального числа т = 1.618..., которое является пределом отношения Дл-1)/Р(я) двух соседних чисел ряда Фибоначчи [Виленкин, 1969; Спиридонов, 1988; Ивахненко и др., 1970; Гаджиев и др., 1999].
Установлено, что число т (и отношение "золотого сечения") указывает на глубокую связь между объектами и процессами в областях, имеющих различную физическую природу. В частности, это число лежит в основе биологических процессов, кристаллографии, естественной "архитектуре" (строениях растений и живых организмов), в самоорганизующихся системах биологической (живой) и неорганической (неживой) природы, и наконец, используется в строительной архитектуре. Другими словами, иррациональное число т можно рассматривать как универсальную константу рационального строения природных объектов и процессов.
Число т (и числовой ряд Фибоначчи) выбрано нами как масштабирующее число для выражения постоянной кратности при определении шкалы энергетических классов сейсмических событий. При совершении сейсмического события каждого следующего класса высвобождается энергия в 10 раз большая, чем при совершении события предшествующего класса. При таком построении шкалы энергетических классов не удается выяснить закономерности диссипации сейсмического режима с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.