ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2013, № 1, с. 18-40
УДК 550.34
СИСТЕМА ДЕТАЛЬНЫХ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
НА КАМЧАТКЕ В 2011 г.
© 2013 г. В. Н. Чебров, Д. В. Дрознин, Ю. А. Кугаенко, В. И. Левина, С. Л. Сенюков, В. А. Сергеев, Ю. В. Шевченко, В. В. Ящук
Камчатский филиал Геофизической службы РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: chebr@emsd.ru Поступила в редакцию 14.03.2012 г.
Приведены основные результаты развития системы сейсмологических наблюдений на Камчатке, данные о системе по состоянию на 2011 год. Дано описание сетей сейсмических станций, системы сбора, хранения и обработки данных сейсмологических наблюдений и их технического, методического и программного обеспечения. Рассмотрены основные характеристики сейсмометрических каналов и системы в целом. Представлены информационные ресурсы банка сейсмологических данных Камчатки, обеспечивающие фундаментальные исследования в области наук о Земле. В 2011 г. система сейсмологических наблюдений на Камчатке представляет собой специализированную сеть сбора (регистрации), хранения, передачи и обработки сейсмической и геофизической информации, которая обеспечивает эффективный мониторинг сейсмической и вулканической активности, а также задачи предупреждения о цунами.
Б01: 10.7868/80203030613010021
ВВЕДЕНИЕ
1 ноября 2011 г. исполнилось 50 лет с начала детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке. Региональная сеть сейсмических станций на Камчатке создавалась Тихоокеанской сейсмической экспедицией (ТСЭ) ИФЗ АН СССР совместно с Комплексной геолого-геофизической обсерваторией СО АН СССР под руководством начальника ТСЭ С.А. Федотова [Федотов, 1987, 2002, 2003; Федотов, Шумилина, 1981; Федотов и др., 1964; Федотов и др., 1987].
С 1979 г. до настоящего времени сейсмологические наблюдения на Камчатке ведутся [Чебров, 2009]: 1979—1997 гг. — Опытно-методической сейсмологической партией (ОМСП) ИВ ДВНЦ; 1997—2004 гг. — Камчатской опытно-методической сейсмологической партией (КОМСП) Геофизической службы РАН; с 2005 г. — Камчатским филиалом Геофизической службы (КФ ГС) РАН.
В начале XXI века развитие системы сейсмологических наблюдений на Камчатке определялось задачами, связанными с созданием системы комплексных сейсмологических и геофизических наблюдений для целей оперативного мониторинга сейсмической и вулканической опасности, с модернизацией службы предупреждения о цунами [Гордеев и др., 2006; Комплексные ..., 2004; Чебров, 2007; 2009]. Работы по модернизации службы предупреждения о цунами (СПЦ) выполня-
лись в рамках федеральной целевой программы "Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2010 года". В 2011 г. на всех стационарных станциях установлены GPS приемники. Данные GPS наблюдений и результаты их обработки дают возможность прямых измерений деформаций земной коры, связанных как с тектоническими движениями, так и с процессами подготовки и реализации сильных землетрясений. В 2010 г. на базе стационарных станций начаты работы по созданию сети наклономеров. С 2010 г. на радиотелеметрических станциях проводятся работы по внедрению видео- и акустических наблюдений на действующих вулканах.
Таким образом, система сейсмологических наблюдений представляет собой в 2011 г. специализированную систему сбора (регистрации), хранения, передачи и обработки сейсмической и геофизической информации [Чебров, 2009; Чебров и др., 2011].
Этапы развития системы сейсмологических наблюдений ранее подробно описывались в [Гордеев и др., 1998; Гордеев и др., 2006; Комплексные ..., 2004; Кроноцкое землетрясение., 1998; Федотов, 1987, 2002, 2003; Федотов и др., 1964, Федотов и др., 1987; Федотов, Шумилина, 1981; Чебров, 2009; Чебров и др. 2011]. Настоящая статья дает
сведения о состоянии системы сейсмологических наблюдений на Камчатке в 2011 г., через 50 лет после ее создания.
Система сейсмологических наблюдений на Камчатке в 2011 г. включает в себя:
♦ сети сейсмических станций;
♦ систему сбора, обработки, хранения и представления данных наблюдений и результатов их обработки.
СЕТИ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
Сейсмологические наблюдения на Камчатке проводятся как сетями постоянно действующих сейсмических станций, так и путем создания сетей временных локальных станций. Сети постоянно действующих сейсмических станций по состоянию на 2011 г. включают в себя: сеть стационарных цифровых сейсмических станций; сеть радиотелеметрических сейсмических станций (РТСС); сеть станций регистрации сильных движений (ССД). Деление на сети обусловлено принципами организации и эксплуатации пунктов наблюдений, способами регистрации и передачи сейсмических данных, целевым назначением сетей. В таблице 1 приведены основные сведения по всем сейсмическим станциям Камчатки на 2011 г. Число действующих сейсмических станций, как пунктов регистрации сейсмических сигналов, в 2011 г. составляет 68, на которых установлено 38 короткопериодных велосиметров (Тс = 1.2 с), 19 велосиметров (Тс = = 25—360 с), 30 акселерометров (amax = 1—2 g). На рис. 1 показана схема размещения сейсмических станций, оснащенных велосиметрами, на рис. 2 — оснащенных акселерометрами. Динамика развития сетей сейсмических станций на Камчатке с 1961 по 2011 гг. показана на рис. 3. Внедрение цифровых технологий в сети сейсмических станций на Камчатке было начато в 1993 г. с установки оборудования IRIS. Следующим значительным шагом в 1990-х годах было внедрение цифровой регистрации на приемных центрах радиотелеметрической системы. В 2004—2007 гг. цифровое оборудование было внедрено на всех стационарных сейсмических станциях и пунктах регистрации сильных движений. Быстрый рост числа цифровых сейсмических станций в 2007—2011 гг. связан с выполнением НИОКР в рамках федеральной целевой программы "Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2010 года".
Технические средства сетей сейсмических станций. В качестве датчиков сейсмических сигналов используются велосиметры: Guralp (Англия) CMG-3 (Тс = 120 с), CMG-6 (Тс = 30 с) и CMG-6TD с встроенным регистратором
(http://www.guralp.com/products) [Мишаткин и др., 2011]; (Швейцария) 8Т8-1 (Тс =
= 360 с), 8Т8-2 (Тс = 120 с); Geotech (США) К8-2000 (Тс = 100 с); ОКБ ИФЗ (Россия) СМ3-КВ (Тс = 2 с), СМ3 (Тс = 1.2 с) [Аппаратура ..., 1974]; НПП "Геотех" (Россия) СМ3-ОС (Тс = 50 с). Для регистрации сильных движений используются акселерометры Guralp (Англия) CMG-5 (0—100 Гц) и CMG-5TD с встроенным регистратором [Мишаткин и др., 2011]. Компоновка в одном приборе с датчиком сейсмических сигналов высокоэффективных аналого-цифровых преобразователей с регистраторами данных и контроллерами интерфейсов, позволяющими включать такие приборы в телекоммуникационные системы без дополнительных устройств, соответствует современным тенденциям развития оборудования для сейсмологических исследований. Такие подходы нашли широкое применение в первую очередь в сетях акселерографов, при организации временных наблюдений в эпицентральных зонах сильных землетрясений и при проведении инженерно-изыскательских работ (http://www.guralp.com/products).
Оборудование для РТСС было разработано еще в 1974—1982 гг. в Институте вулканологии и его Опытно-методической сейсмологической партии под руководством В.А. Гаврилова [Гаври-лов и др., 1978, Гаврилов и др., 1987]. Основная цель разработки состояла в необходимости расширения сейсмологических наблюдений с целью контроля активности действующих вулканов. В 1977 г. на Авачинской группе вулканов были открыты первые 4 станции РТСС [Гаврилов и др., 1978]. В 2011 г. в сети РТСС работает 39 пунктов с передачей аналоговых сигналов по радиоканалу в УКВ диапазоне. Для передачи сейсмических сигналов по радиоканалу используется ЧМ-ЧМ модуляция. На всех станциях установлен трехкомпо-нентный комплект короткопериодных каналов на базе сейсмометров СМ-3 (Т = 1.2 ^ для регистрации скорости смещения грунта в полосе 0.8— 20 Гц. Сейсмические сигналы всех радиотелеметрических станций на приемных центрах РТСС подаются на входы системы цифровой регистрации на базе ПЭВМ с АЦП производства L-card (http://www.lcard.ru). В 2010—2011 гг. в КФ ГС РАН разработаны и опробованы технические и программные средства для демодуляции ЧМ сигналов на приемных центрах РТСС методами цифровой обработки сигналов (http://www.dsplib.ru/content/fmdemod/fmde-mod.html) [Сергиенко, 2003].
Разработанный программно-технический комплекс предназначен для полной замены аналоговой части приемных центров РТСС, повышает мобильность сетей РТСС. Комплекс обеспечивает возможность работы с полевыми станциями аналоговой радиотелеметрии любого типа и осуществля-
Таблица 1. Сейсмические станции Камчатской сети
Код региональ- Дата открытия станции, Координаты, Каналы регистрации Дата ввода канала в работу
№ Название станции ный/международный высота ф°, с.ш./^°, в.д./ h, м сейсмических PT/TFtTCI TTOR
дд.мм.гггг C-Jrll ÏTLCXJLKJID (компоненты) дд.мм.гггг
1 2 3 4 5 6 7
1 Авача AVH/AVH 16.01.1963 53.264/158.74/960 SH(E,N,Z), EH(Z) BH(E,N,Z) HN(E,N,Z) 01.01.1996 11.09.2011 11.09.2011
2 Автодор UK4/ 25.10.2010 56.234/162.52/5 HN(E,N,Z) 25.10.2010
3 Администрация-ПК ADM/ 01.07.2005 53.023/158.647/5 HN(E,N,Z) 17.02.2010
4 Администрация-УК UK1/ 17.12.2009 56.263/162.586/6 HN(E,N,Z) 17.12.2009
5 Алаид ALD/ALID 08.08.2001 50.876/155.552/1400 SH(E,N,Z), EH(Z) 08.08.2001
6 Апача APC/APC 24.02.1990 52.926/157.133/120 BH(E,N,Z), SH(Z) 14.07.2004
7 Арик KRX/KRX 19.08.2009 53.359/158.649/1410 SH(E,N,Z), EH(Z) 19.08.2009
8 Асача ASA/ASAK 01.12.2008 52.385/157.901/920 SH(E,N,Z), EH(Z) 01.12.2008
9 Аэрологическая AER/ 1986 53.086/158.554/97 HN(E,N,Z) 19.01.2011
10 Байдарная BDR/BDR 08.10.2005 56.568/161.208/720 SH(E,N,Z) 08.10.2005
11 Безымянный BZM/BZMR 05.08.2006 55.935/160.49/1450 SH(E,N,Z), SL(Z) 05.08.2006
12 Безымянный-Грива BZG/BZGR 19.08.2007 55.94/160.696/1150 SH(E,N,Z) 19.08.2007
13 Безымянный-Запад BZW/BZWR 13.08.2007 55.965/160.497/1620 SH(E,N,Z) 13.08.2007
14 Берин
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.