Автореферат (1150726), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Аномальные возмущения эмиссии и поля сопоставлялись с каталогом землетрясений Камчатского филиала Геофизической службы РАН, далее потексту региональный сейсмический каталог (http://www.emsd.ru/ts/).В разделе 3.1 «Критерии выделения аномальных возмущений геоакустической эмиссии иатмосферного электрического поля» проанализированы аномальные возмущения эмиссии иполя в условиях спокойной погоды, исследованы амплитудно-временные характеристикивозмущений и предложены критерии их выделения.Анализ данных геоакустических наблюдений в сейсмоактивных регионах показал, чтоперед сильными землетрясениями иногда регистрируются аномальные возмущения геоакустической эмиссии, которые проявляются в виде резкого повышения интенсивности акустических шумов в килогерцовом диапазоне частот [9, 10]. Пример такого возмущения геоакустической эмиссии представлен на рис.

2б. За период 2003–2007 гг. было выявлено 266 такихвозмущений ГАЭ. На основе их анализа предложены следующие критерии выделения возмущений: амплитуда Ps , усредненная в интервале 5 мин, должна превышать значение фонового уровня ГАЭ более чем в 4 раза с длительностью не менее 15 мин. В качестве фоновогоуровня ГАЭ принималось среднее значение амплитуды Ps за наиболее спокойный суточныйпериод в ближайшие десять дней до возмущения.Анализ данных атмосферно-электрических наблюдений в сейсмоактивных регионах показал, что перед сильными землетрясениями иногда регистрируются аномальные возмущения электрического поля. В качестве таких возмущений обычно рассматриваются бухтообразные уменьшения градиента потенциала V ' поля вплоть до изменения знака и егопоследующие восстановления через некоторое время примерно до прежнего уровня [14].Пример такого возмущения АЭП представлен на рис.

2а.С учетом того, что атмосферно-электрические измерения проводились нами в летнеосенние периоды и продолжались только около трех месяцев в году, данных по предсейсмическим возмущениям АЭП получено недостаточно для определения критериев их выделения.Поэтому критерии подбирались на основе анализа предсейсмических характеристик АЭП наКамчатке, выполненного в работе [15] за непрерывный период 1997–2002 гг.

Минимальная12длительность возмущений АЭП составляет 15–20 мин, а минимальная амплитуда бухтообразных понижений градиента потенциала V ' составляет –100 В/м [15].Атмосферно-электрические и геоакустические возмущения, рассмотренные в главе 2,возникают почти одновременно и соизмеримы по продолжительности. Поэтому при дальнейшем анализе, так же как и для возмущений ГАЭ, выделялись предсейсмические возмущения АЭП длительностью более 15 мин иминимальным значением пониженияградиента потенциала V ' поля, равным–100 В/м, что соответствует результатам,полученным в [15].В разделе 3.2 «Оценка связи аномальных возмущений геоакустическойэмиссии с землетрясениями Южной Камчатки» показано, что появление аномальных возмущений ГАЭ перед землетрясениями является неслучайным событием.Сопоставление аномальных возмущений атмосферного электрического поля игеоакустической эмиссии, зарегистрированных в условиях спокойной погоды, сземлетрясениями из регионального сейсмического каталога показало, что достаточно много возмущений в интервале Рис.

5. Результаты наложения эпох для землетрясенийнескольких суток предшествует сейсми- с Ks > 11.0. (а) – наложение для 43 «реальных» землеческим событиям. Логично предполо- трясений, (б) и (в) – для 43 «виртуальных» (усреднение проведено по 25 и 100 сериям соответственно).жить, что предсейсмические возмущения Пунктирной линией отмечен момент землетрясения.в электрическом поле и акустическойэмиссии связаны с землетрясениями, произошедшими у Южной Камчатки. Оценить неслучайность этого эффекта в атмосферном электрическом поле очень сложно из-за сравнительнокоротких рядов наблюдений. Поэтому для решения такой задачи был использован непрерывный и достаточно длительный ряд наблюдений геоакустической эмиссии.

Проведено численное моделирование на основе сейсмических и геоакустических данных с пунктанаблюдений«Микижа»запериод2003–2007 гг. Использованы методыМонте-Карло и наложения эпох [13]. Результаты представлены на рис. 5 и рис. 6.Суть применения методов заключается в следующем. На основе региональногосейсмического каталога были отобраныдве группы землетрясений с энергетическими классами Ks > 11.0 и Ks > 12.0 наэпицентральных расстояниях D ≤ 240 иD ≤ 350 км соответственно. Такие расстояния выбраны в соответствии с данными анализа возмущений ГАЭ [10] и скорректированысучетоммодельныхРис. 6.

Результаты наложения эпох для землетрясений исследований [6]. Все землетрясения изс Ks > 12.0. (а) – наложение для 18 «реальных» земле- первой группы (всего 43) были нанесенытрясений, (б) и (в) – для 18 «виртуальных» (усредне- на временной ряд возмущений ГАЭ. Оконие проведено по 25 и 100 сериям соответственно). ло каждого землетрясения была выделенаПунктирной линией отмечен момент землетрясения.13временная окрестность ±5 дней.

После этого проведено поэлементное наложение и усреднение выделенных временных окрестностей, т.е. использовался метод наложения эпох. Результаты такого наложения для 43 землетрясений с Ks > 11.0 представлены на рис. 5а.На основе «реальных» землетрясений путем случайной генерации времени их возникновения были получены ряды «виртуальных» землетрясений, для которых также было проведено наложение эпох, но с накоплением по 25 и 100 серий. Результаты наложения для 43 «виртуальных» землетрясений приведены на рисунках 5б и 5в (для 25 и 100 серийсоответственно).

Анализ графиков показывает, что на рис. 5а за несколько дней до сейсмического события имеется повышение амплитуды исследуемой величины, а на рис. 5б и рис. 5втакого повышения нет.Аналогичные результаты получены для группы землетрясений с Ks > 12.0 (всего 18 землетрясений). На основе «реальных» землетрясений сгенерировано 25 и 100 серий, содержащих по 18 «виртуальных» землетрясений. Результаты наложения эпох приведены на рис. 6.Как видно из рис. 5 и 6, возмущения ГАЭ наблюдаются перед «реальными» землетрясениями из настоящего регионального сейсмического каталога. Это справедливо для группземлетрясений с Ks > 11.0 и Ks > 12.0. Однако наиболее сильное повышение амплитуды ГАЭполучено для землетрясений с Ks > 12.0. Согласно рис.

6а, время появления возмущений ГАЭсоставляет примерно от 2.5 суток до 5 часов перед землетрясением. При генерации искусственных сейсмических каталогов («виртуальных» землетрясений) данный геоакустическийэффект отсутствует. Таким образом, можно сделать вывод, что эффект появления аномальных возмущений геоакустической эмиссии, наблюдаемый перед землетрясениями, являетсянеслучайным событием.В разделе 3.3 «Анализ появления предсейсмических возмущений геоакустической эмиссии» с учетом критериев, сформулированных в п. 3.1, проанализирован ряд геоакустическихданных с пункта наблюдений «Микижа», зарегистрированных в период 2003–2012 гг.

Выявлены аномальные возмущения геоакустическойэмиссии, зарегистрированные в условиях спо- Таблица 3. Результаты сопоставления землетрясений с аномальными возмущениями геоакукойной погоды (слабоменяющееся давление, стической эмиссии.отсутствие осадков и скорость ветра меньше6 м/с). Из регионального сейсмического каталога выбраны две группы землетрясений с энергетическими классами 11.0 < Ks ≤ 12.0, Ks > 12.0и эпицентральными расстояниями до пунктанаблюдений D ≤ 240, D ≤ 350 км соответственно.

По результатам моделирования, рассмотренного в п. 3.2, для поиска возмущений ГАЭвыбран временной интервал от 2.5 суток до 5часов перед землетрясениями. Проведено сопоставление выбранных землетрясений с аномальными возмущениями ГАЭ. Рассмотреноналичие возмущений ГАЭ перед 107 землетрясениями. Полученные результаты приведены втабл. 3.

На рис. 7 на карте Камчатки представлены эпицентры землетрясений, использованных при сопоставлении.Согласно табл. 3 возмущения ГАЭ наблюдались перед 42 из 69 землетрясений с характеристиками 11.0 < Ks ≤ 12.0 и D ≤ 240 кми перед 28 из 38 с Ks > 12.0 и D ≤ 350 км.Результаты сопоставления возмущений геоакустической эмиссии и землетрясений с энергетическим классом Ks > 9.0 показали, что 36.8% возмущений ГАЭ предшествуют землетрясениям.

Таким образом, процент ложных тревог составляет 63.2%.14Рис. 7. Землетрясения на карте Камчатки с энергетическими классами 11.0 < Ks ≤ 12.0 (а), Ks > 12.0 (б) иэпицентральными расстояниями до пункта наблюдений D ≤ 240, D ≤ 350 км соответственно. Квадрат –пункт наблюдений «Микижа». Точки ( ) – эпицентры землетрясений, произошедших в период регистрации ГАЭ в условиях спокойной погоды. Точка с окружностью ( ) означает, что землетрясение предварялось возмущениями ГАЭ. Район выборки землетрясений, использованных при сопоставлении данных,представлен в виде большой полуокружности.В разделе 3.4 «Анализ появления предсейсмических возмущений атмосферного электрического поля» с учетом критериев, сформулированных в п. 3.1, проанализирован ряд атмосферно-электрических данных за периоды летне-осенних измерений в пункте «Микижа»(2006, 2007 и 2008 гг.) и в пункте «Карымшина» (2009, 2011 и 2012 гг.).

Выявлены аномальные возмущения атмосферного электрического поля у поверхности земли, зарегистрированные в условиях описанной выше спокойной погоды.Как и в п. 3.3, из регионального сейсмического каталога были выбраны две группы землетрясений с энергетическими классами 11.0 < Ks ≤ 12.0 и Ks > 12.0, произошедших на эпицентральных расстояниях D ≤ 240 и D ≤ 350 км. Считая, что геоакустическая эмиссия является индикатором изменения деформационного состояния приповерхностных пород, дляпоиска возмущений АЭП выбран временной интервал продолжительностью 2.5 суток передземлетрясениями в соответствии с п. 3.2.

Характеристики

Список файлов диссертации