диссертация (1097841), страница 35

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

Текст из файла (страница 35)

При такой диспозиции предполагается, что 1)влияниеориентацииочагаземлетрясения(и,соответственно,диаграммынаправленности излучения сейсмических волн) сведено к минимуму, 2) трассыпрямых S-волн, приходящих на станции 1 и 2, будут достаточно близки наначальном участке, соответствующем отрезку “гипоцентр – станция 1”.Если существуют приливные вариации декремента затухания , то онимогутпроявитьсяв периодическойнеслучайнойкомпоненте в разностиопределений энергетического класса двумя станциями K  K2  K1 .229Рисунок 6.9 – Схематическое взаимное расположение регистрирующих станций иочага землетрясения в целях выявления приливных вариаций энергетическогокласса K.Используя достаточный (с точки зрения статистической обработки)реальный сейсмологический материал, задача сводится к выявлению такойпериодической компоненты во временном ходе K.РассмотреныземлетрясениянаразличиядвухвопределениисейсмостанцияхэнергетическогоКамчатскойклассарегиональнойKсетиГеофизической службы РАН.

Требования к используемому набору землетрясенийпредъявлялись следующие:1. Эпицентр землетрясения и сейсмостанции должны находиться на одной прямой;2. Землетрясения должны происходить в достаточно компактной областипространства, чтобы обеспечить близость сейсмических трасс;3. Ограничение на длительность временного ряда снизу: рассматриваемыйвременной интервал должен позволить провести рассмотрение различныхприливных фаз и разделение приливных волн;4.

Ограничение на длительность временного ряда сверху: за рассматриваемоевремя напряженно-деформированное состояние среды не должно значительноменяться. Косвенным свидетельством этого можно считать отсутствие сильныхземлетрясений в рассматриваемой пространственной области.В соответствии с этими требованиями для анализа были выбраны афтершокиземлетрясения 21 июня 1996 г. MW = 6.8 ( = 53.88N,  = 159.63E, h = 0 км)[Левина и др., 2002б], зарегистрированные на сейсмостанциях “Кроноки” (KRI, = 54.60с.ш., = 161.13в.д.)и“Шипунский”(SPN, = 53.10с.ш., = 160.01в.д.) [Старовойт, Мишаткин, 2001] (рисунок 6.10). Одна из станций230(“Кроноки”) – стационарная станция регионального типа с гальванометрическойрегистрацией на фотобумагу.

Вторая (“Шипунский”) – радиотелеметрическаястанция с передачей данных (в аналоговом виде) по радиоканалу в приемный центрв г. Петропавловске-Камчатском. Регистрирующая аппаратура в обоих пунктахбыла однотипной и методика обработки сейсмических данных в течениеанализируемого временного интервала не менялась.5655КАМЧАТКАКроноки54Шипунский5352515015521-06-1996M=6.8157159ТИХИЙОКЕАН161163165Рисунок 6.10 – Схема расположения рассматриваемых сейсмостанций(треугольники) и землетрясений (круги).Рассмотрены 147 землетрясений в диапазоне классов K = 8.9 − 11.0 (чтосоответствует магнитудному диапазону ML = 3.7 − 4.8), произошедшие в течение 1года: с 21 июня 1996 г.

по 21 июня 1997 г. Дисперсия различий в определенииэнергетического класса K на двух станциях составила 0.3.Методика определения “приливных” вариаций разности K, имеющихпериод основных приливных волн, была близка к использовавшейся при анализеВСШ (см. Глава 3):− задав ожидаемый период T в соответствии с выбранной приливной волной, время231i-го землетрясения ti было пересчитано в безразмерный параметр i: i  ti / T  int(ti / T ) ,где int(…) означает целую часть величины в скобках.;− полученный ряд i аппроксимировался синусоидой с единичным периодомметодом наименьших квадратов.

В данном случае нас интересует оценкаамплитуды выделенной гармонической компоненты разности классов K.Расчеты были проведены для периодов основных приливных волн. Нарисунке 6.11 представлены статистически обоснованные периодические измененияK.

Амплитуда вариаций K составила 0.15  0.06 (период T = 12.4 час., 12.7 час.),0.09  0.06 (период T = 25.8 час.) и 0.10  0.06 (период T = 24.0 час.).Следует отметить, что неравномерное распределение афтершоков вовремени привело к тому, что селекция по частоте применяемого фильтрасущественнохуже,чемприравномерномраспределенииприравныхдлительностях анализируемых рядов. В частности, невозможно разделитькомпоненты, соответствующие приливным волнам P1 и K1 с близкими периодами23.93 час. и 24.07 час., но с волной O1 (период 25.82 час.) группа P1+K1 разделяетсяуверенно. Безразмерный параметр  равномерно распределен по интервалу [0, 1],что позволяет использовать предлагаемую методику для оценки периодическихвариаций энергетического класса K.Для полученной амплитуды периодических вариаций энергетическогокласса K  0.15 сделана оценка соответствующих вариаций декремента поформуле  Kln 10 VS.2 LfИсходя из расстояния между станциями L = 180 км, значений скорости Sволны VS = 3 − 4 км/c и ее частоты f = 4 − 5 Гц, такие изменения K могут бытьвызваны изменениями декремента затухания сейсмических волн   (6 … 10)∙10-4в среде между двумя сейсмостанциями.Эта величина находится в диапазоне оценок  для модели приливногоэффекта в высокочастотных сейсмических шумах (см.

Глава 4), экспериментов по2320.3T P1+K1=24 час.0.20.20.10.1KK0.30.00.0-0.1-0.1-0.2-0.2-0.30.00.10.40.20.30.40.50.60.70.80.9-0.31.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.4T M2=12.4 час.T N2=12.7 час.0.30.30.20.20.1K0.1KT O1=25.8 час.0.00.0-0.1-0.1-0.2-0.2-0.3-0.30.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9-0.41.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Рисунок 6.11 – Сглаженные вариации разности энергетических классов K, определенных по данным двух сейсмостанций, какфункция безразмерного параметра .

Приведены результаты для периодов, соответствующих приливным волнам P1 + K1, O1, M2 и N2 –24.0, 25.8, 12.4 и 12.7 час. Сплошная линия соответствует аппроксимации синусоидой.233измерению приливных вариаций скоростей сейсмических волн с частотой 167 Гцна базе 360 м [Боголюбов и др., 2004] (  (2 … 5)∙10-3) и с частотой 5 − 8 Гц набазе  400 км [Глинский и др., 1999] (  3∙10-5).То есть приливные вариации именно параметров среды, в которойраспространяются сейсмические волны, могут вызывать наблюдаемые вариацииэнергетических оценок землетрясений.

Этот эффект может стать причиной (однойиз причин) упомянутых выше особенностей появления приливных землетрясений вочаговых областях будущих сильных землетрясений. И здесь следует учестьособенности затухания сейсмических волн в очагах сильных землетрясений.В работе [Gusev, Lemzikov, 1985], посвященной исследованию кода-волн,приведена оценка изменения добротности среды Q в период подготовки сильныхземлетрясений с магнитудой M ~ 8: уменьшение добротности оценивается как 20%. Для используемого выше декремента затухания  Qоценка вариацийсоставит те же  20%. Но эта оценка относится не к самому будущему очагусильногоземлетрясения,аксущественнобольшемуобъемусреды,захватываемому сейсмическими волнами, формирующими коду.

Этот объемвключает в себя пространственную область между очагом и сейсмическойстанцией с захватом прилежащего пространства, обусловленным эффектамирассеяния волн. Но на основе данных работы [Gusev, Lemzikov, 1985] можно датьоценку вариаций параметров поглощения и непосредственно в очаговой зоне.Разделим интегральный эффект поглощения на две компоненты – поглощение вочаге готовящегося сильного землетрясения с декрементом 1 и поглощение востальной части среды с декрементом  2:eft  e1 ft1  e 2 ft 2 ,где t – полное время пробега волны от гипоцентра до сейсмостанции, а t1 и t2 –время пробега по области очага готовящегося сильного землетрясения и вне него,соответственно. Учитывая постоянство частоты f,t  1t1   2t2 .Предполагая, что в основном изменение поглощения захватывает очаговую234область, то есть 2 = 0, а  = k∙0, где 0 – фоновое значение декремента, k = 1.2(согласно приведенному в [Gusev, Lemzikov, 1985] 20%-ому уменьшениюдобротности Q, что соответствует аналогичному увеличению декремента  ),получаем выражение для 1:t 11  0  k  (k  1) 2  .tДляприведенныхв[Gusev,Lemzikov,1985]примеровсильныхземлетрясений, исходя из размеров очага и положения сейсмостанций, в среднемсоотношениеt2 4 для прямых волн.

Однако, с учетом рассеяния волнt1формирующих коду землетрясения, это соотношение существенно увеличивается.Исходя из методики выделения анализируемого участка коды (время начала кодыопределяется как удвоенное время пробега S-волны, длительность анализируемогоинтервала, как правило, составляет десятки секунд) и учитывая, что однократноерассеяние произойдет за пределами очага (то есть время t1 не изменится)соотношениеt2можно принять равным 10 − 15.

В итоге получаем грубую оценкуt1декремента  в готовящемся очаге сильного землетрясения: 1 ~ (3 … 4)∙0.Предполагаяпостояннойотносительнуювариациюдекремента11всоответствии с моделью (см. Глава 4), следует ожидать аналогичного увеличенияприливных вариаций декремента 1 в очаге сильного землетрясения. Используяполученное выше значение для приливных вариаций декремента   (6 … 10)∙10-4как фоновое  0, получаем оценку ожидаемых приливных вариаций декремента вочаге − 1  (2 … 4)∙10-3.Как уже отмечалось выше, приливные вариации декремента  вызываютискажение определяемого энергетического класса землетрясения K. Принявзначения декремента затухания  = 0.004, скорости S-волны VS = 3 км/c, частотыf = 5 Гц, расстояния R = 40 км (радиус очаговой зоны землетрясения 21 июня1996 г. с магнитудой MW = 6.8) получаем искажение класса235K 2 Rf  0.23 .ln 10 VSЗдесь нужно учесть важную особенность большинства методик анализасейсмического режима.

Характеристики

Список файлов диссертации