Автореферат (1097840), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Исходя из пуассоновского характера распределения землетрясений оцениваетсявероятность хотя бы одного землетрясения в течение заданного времени t:p(n  0)  1  et , где  – интенсивность пуассоновского потока.3. По смыслу параметра эффективности JG, ожидаемая вероятность появления хотя бы одного землетрясения за время t после идентификации предвестника будет равнаp (n  0)  1  e JGt .Учитывая, что при анализе обнаружены землетрясения, не имеющие рассматриваемого предвестника (“пропуск цели“), оценена вероятность землетрясения прогнозируемого класса в отсутствие предвестника. Основываясь на том, что за время мониторинга T− = T − Tтревоги в отсутствие предвестника произошло N− = N − N+ землетрясе N t /Tний: p (n  0)  1  e   .Пропорция между p+ (n > 0) и p− (n > 0), назовем ее контрастностью C, показываетнасколько увеличивается вероятность землетрясения при наличии предвестника посравнению с ситуацией в отсутствие предвестника.

В этом принципиальное отличиеконтрастности от эффективности предвестника JG, которая отражает сравнение сосредней вероятностью, игнорируя существенное снижение вероятности землетрясенияв отсутствие предвестника.Характеристика прогностической методики дана в терминах общей прогностики:Методика является поисковой и направлена на определение возможного положения явления (сильного регионального землетрясения) в будущем. Разрабатываемый24прогноз рассматривается как вероятностный. Объектом прогнозирования являютсярегиональные землетрясения в указанном диапазоне эпицентральных расстояний отстанции регистрации ВСШ. При прогнозировании применяется метод экстраполяции:распространение выявленных закономерностей развития объекта прогнозирования набудущее в предположении, что выявленная закономерность, выступающая в качествебазы прогнозирования, сохраняется и в дальнейшем.1.

Предвестник: стабилизация фазового сдвига между выбранной волной приливного гравитационного потенциала и выделенной из рядов огибающей ВСШ гармоникой с соответствующим приливным периодом продолжительностью 3 недели;2. Момент подачи тревоги (прогнозного заключения): достижение стабилизациейпродолжительности (tтр – t0) = 3 недели;3. Параметры ожидаемого землетрясения: прогнозируются землетрясения смагнитудой М ≥ M0 = 5.0 на глубине до 300 км. Предельное эпицентральное расстояние  связано с ожидаемой магнитудой M и определяется соотношениемlg   (M  3.64) / 4.06 ;4.

Период упреждения прогноза (промежуток времени, на который разрабатывается прогноз): прогноз дается первоначально на 2 недели, с возможной пролонгацией.5. Снятие тревоги при отсутствии ожидаемого землетрясения (ложная тревога): тревога снимается через 2 недели после окончания стабилизации фазы;6. Успешный (оправдавшийся) прогноз: землетрясение, соответствующее п.3 ипроизошедшее во временном интервале, объявленном тревогой;7.

Снятие тревоги после оправдавшегося прогноза: произошедшее землетрясениес магнитудой M1, удовлетворяющее условиям п. 3, снимает прогноз землетрясения смагнитудой в диапазоне [M0; M1] досрочно. Время тревоги составляет (tземлетрясения – tтр).Прогноз относительно М ≥ (M1 + 0.1) остается в силе с соблюдением условий п. 3(диапазон глубин и соотношение «эпицентральное расстояние – магнитуда») и п. 5(снятие тревоги).8. Вероятность реализации предвестника: прогноз носит вероятностный характер, определяемый номограммой. Вероятность пропуска цели определяется соответствующей номограммой.3.3.2 Связь значения стабилизированной фазы с местоположением готовящегосяземлетрясения. Рассмотрено распределение землетрясений по фазам  для выборкииз 29 субдукционных поверхностных землетрясений, предварявшихся стабилизацией.Анализ площадного распределения фазы ∆ позволил определить группы землетрясений, для которых величины  проявляют тенденцию к определенному интервалу значений (Рис.

8).25Рисунок 8 – Группы эпицентров поверхностных(Н  70 км) субдукционных землетрясений M≥5.3, которыепроизошли вдоль восточного побережья южной части Камчатки в 1992 – 2013 гг. и предварялись стабилизацией  наблизких значениях. На круговых диаграммах нанесены значения ∆ для каждой группы сейсмических событий.Отмечено, что в соседствующих пространственных группах значения ∆ различаются на , то есть характерная для группы фаза ∆ меняется на противоположнуюпри переходе от одной группы к другой. Предполагается в качестве одной из возможных причин таких аномалий распределения  принадлежность землетрясений группык одному блоку среды.

Сопоставление с тектоникой района не дает однозначной согласованности выявленной группируемости с разломными структурами, хотя сам неслучайный характер эффекта группирования достаточно очевиден. Следовательно,значение прогностического параметра ∆ зависит от состояния и свойств среды в районе очаговой зоны готовящегося землетрясения, то есть от положения будущего очага.Следует отметить, что обнаруженное явление заслуживает внимания не только в связис прогнозной тематикой, но и как проявление фундаментального эффекта формирования и распространения деформаций и напряжений в сложнопостроенной блоковойсреде.3.3.3 Воспроизводимость выявленного эффекта стабилизации фазы рассмотренана примере землетрясений 16.06.2003 г.

M=6.9 и 10.06.2004 г. M=6.8 (Рис. 9).Основываясь на пространственной близости гипоцентров, схожести параметровочагов, высокой корреляции волновых форм, эти два землетрясения определены какдуплет – пара разнесенных во времени однотипных глубинных подвижек в локальнойобласти, подготовка которых также может иметь сходные черты. Появление двухидентичных землетрясений в одном месте с разрывом во времени, достаточным для26формирования предвестника, – явление редкое, даже уникальное.

Оно дает возможность проверить и принципиально подтвердить воспроизводимость наблюдаемых эффектов в естественных условиях сейсмоактивного региона.АБРисунок 9 − А) Схема Камчатки с отмеченным положением пунктов ВСШ и эпицентрамиземлетрясений 16.06.2003 г. M = 6.9 и 10.06.2004 г. M = 6.8. На круговых диаграммах нанесены значения ∆ для обоих землетрясений по данным станций “Начики” и “Карымшина”. Б)Временной ход сдвига фаз φ. Стрелкой отмечен момент землетрясения, горизонтальной линией – участок стабилизации параметра.Перед этими событиями на обеих камчатских станциях была зафиксирована стабилизация фазового сдвига  по приливной волне О1 (Рис.

9). Отмечено:1. Длительность стабилизации  перед землетрясениями дуплета для двух пунктов наблюдений различна, однако в пределах каждого пункта она имеет близкие значения перед обоими землетрясениями: 41 – 48 суток для “Начик” и 21 – 25 суток для“Карымшина”. Причем, хотя эпицентральные расстояния сравнимы между собой, стабилизация  на станции “Начики” в обоих случаях продолжалась примерно в два разадольше, чем на станции “Карымшина”.2. Значение параметра  одинаково на каждом из двух пунктов наблюдений впределах ошибки определения.Таким образом, показана воспроизводимость изучаемого предвестника: подготовка землетрясений с близкими параметрами отражается в схожести параметровпредвестника (значение и продолжительность стабилизации ).3.3.4 Сопоставление приливных параметров ВСШ с сейсмичностью по даннымстанций на о.

Шикотан (Малые Курилы) и м. Эримо (о. Хоккайдо, Япония) подтверди27ло существование аналогичного предвестникового эффекта в других геологическихусловиях.3.4 Концептуальная модель влияния удаленного очага землетрясения на параметры ВСШ. О зоне сбора ВСШ и протяженных приповерхностных зонах дилатансии, формирующихся при подготовке сильных землетрясений.

Для решения проблемы изменения тензочувствительности ВСШ в период подготовки сильных землетрясений на большом расстоянии от их очагов была привлечена гипотеза 2, где рассматриваются процессы формирования протяженных приповерхностных зон дилатансии и согласно которой, концентрация напряжений, предшествующих возникновениюсильного землетрясения, вносит свой вклад в изменение свойств среды в объеме очагаи прилежащих к нему обширных приповерхностных областях. При этом происходяткрупные реологические изменения в среде и формируются аномальные зоны геофизических полей разной природы. Наиболее универсальным механизмом развития изменений в среде является раскрытие трещин в зонах повышенных значений сдвиговых ирастягивающих напряжений.

Начальную стадию раскрытия трещин и последующеесостояние среды, при котором развиваются процессы разрушения, большинство сейсмологов связывают с состоянием дилатансии среды, понимаемое как нелинейноеразуплотнение среды за счет образования трещин сдвига вследствие превышениянаибольших касательных напряжений некоторого порога. Влияние процессов раскрытия микротрещин могут испытывать такие геофизические параметры как газовая ифлюидная проницаемость областей земной коры, уровень подземных вод, электрическое сопротивление, интенсивность газовых потоков и сейсмической эмиссии и др.Основные отличия предлагаемого подхода от построений приповерхностных зондилатансии, выполненных ранее другими авторами:– использование модели протяженного очага землетрясения.

Ранее А.С. Алексеевым, С.В. Гольдиным, Л.А. Назаровой, А.С. Пережогиным применялись либо единичная сосредоточенная сила, либо пара сил без момента;– уход от широко используемой в геомеханике модели плоского деформированного состояния к трехмерной модели;– учет регионального компонента напряженно-деформированного состояния среды: задание фоновых напряжений на основе модели готовящегося сильнейшего землетрясения с использованием данных по реальным сильнейшим сейсмическим событиямКамчатки за исторический период и предположения о фазе сейсмического цикла внастоящее время;– использование в расчетах сейсмического КПД.Задание параметров среды. Свойства среды приняты одинаковыми во всей расчетной области (упругое полупространство).

Задаются: плотность породы2Алексеев А.С., Белоносов А.С., Петренко В.Е. О концепции многодисциплинарного прогнозаземлетрясений с использованием интегрального предвестника // Проблемы динамики литосферы и сейсмичности. Вычислительная сейсмология. Вып. 32. М.: ГЕОС, 2001. С.81–97.28( = 3.0 г/см3), коэффициент внутреннего трения ( = 0.5), сцепление породы(Y = 5105 Н/м2), модуль сдвига, параметр Ламэ (λ = μ = 3.6751010 Н/м2).Расчет зон дилатансии (по А.С. Алексееву). К области дилатансии отнесено множество точек упругой среды, для которых при заданном поле напряжений {  ij} выполнено условие D      ( P  gz )  Y  0 , где  – плотность породы; g – ускорение свободного падения, z – глубина; P = –1/3(11+22+33) – гидродинамическое давление,  – коэффициент внутреннего трения, Y – сцепление породы;2  [ 11   22 2   22   33 2   33   11 2  6  ( 122   132   23)] / 6 – интенсивность каса-тельных напряжений.Это условие совпадает с критерием Шлейхера-Надаи разрушения материала поддействием скалывающих нагрузок и удовлетворительно описывает процесс предразрушения горных пород (при нагрузке 60 – 90% от критической) для качественногоописания формы области активизации раскрытия трещин.Решение относится лишь к определению границы перехода упругого состояния всостояние нелинейного разуплотнения с образованием системы трещин.При расчете зон дилатансии D поле напряжений определяется как суперпозициярегионального фона и влияния очага рассматриваемого землетрясения.Дополнительно вычислялась вариация дилатансии δD как разность между D изначением дилатансии Df .

Характеристики

Список файлов диссертации