научная статья по теме СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ Геофизика

Текст научной статьи на тему «СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ»

ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2014, № 6, с. 59-74

УДК 550.348

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

© 2014 г. Я. Б. Радзиминович1, М. А. Хритова2, Н. А. Гилёва2

Институт земной коры СО РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128, e-mail: ian@crust.irk.ru 2Байкальский филиал геофизической службы СО РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128 Поступила в редакцию 05.03.2013 г.

Развитие цифровых технологий в последние два десятилетия существенно отразилось на сейсмологических исследованиях. Глобальная сеть Интернет позволяет значительно расширить возможности для сбора макросейсмических данных по сравнению с традиционными методами исследования последствий сильных землетрясений. В настоящей статье рассматриваются современные способы получения макросейсмической информации, ориентированные на использование сети Интернет; оцениваются возможности и ограничения применения новых методов в условиях Восточной Сибири, анализируется эффективность использования интерактивного опросного листа, размещенного на web-сайте Байкальского филиала ГС СО РАН. В абсолютном большинстве случаев БФ ГС СО РАН удалось получить большее количество интерактивных сообщений об эффектах ощутимых землетрясений по сравнению с международными центрами данных USGS и EMSC. Сопоставление результатов работы региональных и общемировых агентств позволяет заключить, что региональные сейсмологические агентства более эффективны в получении макросейсмической информации в интерактивном режиме по сравнению с общемировыми центрами данных.

Б01: 10.7868/80203030614060066

Анализ макросейсмических данных является наиболее широко распространенным способом изучения землетрясений и используется давно, с момента оформления сейсмологии как самостоятельной дисциплины. Длительное время характеристики сейсмических проявлений были почти единственным предметом исследований сейсмологов. К настоящему времени ситуация изменилась. Интенсивное развитие инструментальных методов в сейсмологии в последние десятилетия XX века привело либо к сомнениям в востребованности макросейсмических методов в сейсмологических исследованиях, либо, в худшем случае, к полному их игнорированию [Шебалин, 2003]. Подобное положение дел едва ли можно считать правильным. Самодостаточность и надежность инструментальных данных — это во многом иллюзия, возникшая в сейсмологическом сообществе еще в начале XX века на волне успехов, связанных с открытием первых сейсмических станций. Решение многих задач, прежде всего прикладного характера, по-прежнему требует полного информационного обеспечения, в том

числе использования макросейсмики [Cecic, Musson, 2004].

Детальные исследования макросейсмических эффектов землетрясений в природной и урбанизированной средах необходимы в работах по оценке сейсмической опасности и сейсмического риска [Михайлова, 2011]. Оперативная макросей-смическая информация требуется также для принятия административных решений по смягчению и ликвидации последствий сильных землетрясений [Xu et al., 2013]. В некоторых сейсмически активных районах Земли в силу отсутствия сетей сейсмических станций невозможна прямая инструментальная регистрация сильных движений. Выходом из подобной ситуации является преобразование оценок макросейсмической интенсивности в значения параметров движений грунта с использованием корреляционных зависимостей [Аптикаев, 1999, 2012; Шебалин, Аптикаев, 2003; Шерман и др., 2003; Wald et al., 1999б; Atkinson, Wald, 2007; Lesueur et al., 2013]. Естественно, что дальнейшее повышение точности существующих соотношений находится в прямой зависимости от количества и качества макросейсмической ин-

формации. Кроме того, используемые в настоящее время сейсмические шкалы семейства Мер-калли, совпадающие в плане макросейсмических оценок интенсивности сотрясений, плохо соотносятся между собой в инструментальной части [Аптикаев, 1999]. Сопоставление статистически значимых объемов макросейсмических данных с прямыми замерами параметров сильных движений грунта может способствовать сближению инструментальных оценок интенсивности, полученных с использованием разных шкал. И, наконец, макросейсмические данные являются почти единственной основой для определения очаговых параметров землетрясений исторического прошлого [Ambraseys, 1971; Guidoboni, Ebel, 2009].

Традиционные способы сбора макросейсми-ческой информации (непосредственное полевое обследование, почтовая рассылка опросных листов, телефонные опросы и др.) как правило требуют больших усилий и значительных затрат времени и финансовых средств, при этом они далеко не всегда эффективны. Возможно, это обстоятельство также сыграло роль в снижении интереса к макросейсмике. К настоящему времени возникла необходимость в изыскании новых способов получения данных, в большей степени удовлетворяющих современным требованиям. Решением проблемы стало быстрое развитие и распространение вычислительных и коммуникационных технологий в течение последних двух десятилетий. "Цифровая революция" радикально отразилась на эффективности сейсмологических исследований и привела к фактическому исчезновению многих существовавших ранее ограничений, связанных с получением, обработкой и хранением сейсмологических данных, а также обеспечением доступа к ним. Современные мощности вычислительной техники и программные средства дают возможность резко повысить оперативность определения очаговых параметров и формировать каталоги сейсмических событий практически в режиме реального времени. Кроме того, цифровые мультимедийные технологии обеспечивают архивирование и долговременное хранение фото- и видеоматериалов, отражающих результаты исследования сильных землетрясений [Mucciarelli et al., 2002]. На этом фоне идея об использовании сети Интернет для сбора любых возможных материалов об ощутимых землетрясениях выглядит абсолютно естественной.

В настоящей статье рассматриваются современные способы получения цифровой макросей-смической информации, существующие на текущий момент, а также возможности их использования на территории Сибири.

СОВРЕМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Проникновение Интернет-технологий практически во все сферы жизни общества в значительной мере расширило диапазон потенциальных источников макросейсмических данных. Если ранее информационные потоки были односторонними и формировались исключительно специализированными организациями (средства массовой информации, радио, телевидение), то с появлением и развитием сети Интернет общество постепенно перестало быть только потребителем актуальных новостей, в значительной мере взяв на себя функции распространения информации. Таким образом, появились условия для своего рода "обратной связи" между информационными агентствами и членами социума. Сейсмологические организации в этом аспекте не стали исключением, получив возможность не только предоставлять информацию обществу, но и получать ее от него.

Интерактивные опросные листы. Сбор макро-сейсмических данных посредством сети Интернет осуществляется главным образом с помощью интерактивных опросных листов, размещенных на web-сайтах сейсмологических агентств. Впервые этот способ был применен Геологической службой Канады на примере землетрясения 5 ноября 1997 г. (mb = 5.1). В итоге интерактивную анкету заполнили более 1000 очевидцев, на основе чего в короткие сроки была построена и сделана доступной для общественности карта изосейст [Cajka, Halchuk, 1998]. В качестве немаловажного обстоятельства было отмечено, что в отличие от традиционной почтовой рассылки опросных листов новый подход практически не требует финансовых затрат и характеризуется оперативностью получения данных. Чуть позже, в 1998 г., в Калифорнии (США) начала работу система сбора макросейсмических данных, получившая название "Did You Feel It?" [Wald et al., 1999a; Dewey et al., 2005]. Высокая сейсмическая активность, большая плотность населения и не вызывающий затруднений доступ к сети Интернет в Калифорнии — практически идеальные условия для тестирования и отладки алгоритмов получения и автоматической обработки макросейсмических данных и их оперативной картографической визуализации. Сильное землетрясение Hector Mine 16 октября 1999 г. (Mw = 7.2) в полной мере проиллюстрировало эффективность только что начавшей работу системы: о его ощутимых эффектах было получено более 25000 сообщений [Dewey et al., 2005].

4287

4450

3813

2530

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Рис. 1. Количество землетрясений, обследованных с помощью системы "Did You Feel It?" (USGS) за период 1998—2012 гг.

869

4 2 33 75 69

_I...........г-

112 184

382 365

524

За период с конца 1990-х гг. по настоящее время количество землетрясений, данные о которых обработаны с помощью системы "Did You Feel It?", неуклонно росло (рис. 1). В настоящее время в системе регистрируются даже слабые землетрясения с магнитудами M ~ 2.0—3.0. Наряду с числом зарегистрированных событий возрастало также количество отзывов, приходящихся на отдельные толчки. Для землетрясений с M > 4.0 количество сообщений может достигать десятков тысяч (табл. 1). Абсолютный рекорд в этом отношении принадлежит землетрясению 23 августа 2011 г. (Mw = 5.8) в штате Вирджиния (США): в первую неделю после события интерактивную анкету заполнили 133000 человек [Hough, 2012], а в последующее время эта цифра превысила 148000.

Опыт использования системы "Did You Feel It?" детально анализируется в работах [Atkinson, Wald, 2007; Wald et al., 2011]. Обилие макросей-смической информации дало возможность получить практические результаты, в частности, уточнить закономерности снижения сейсмической интенсивности с расстоянием на территории США и в определенной мере компенсировать недостаток инструментальных записей сильных движений грунта [Atkinson, Wald, 2007]. Несомненным достижением можно считать также вхождение в настоящее время сайта системы "Did You Feel It?" в число наиболее популярных правительственных w

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.

Показать целиком