1. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
1.1 СОСТАВЛЕНИЕ КАРТЫ ПОПРАВОК АЗИМУТОВ ДЛЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ ЗЕМНОГО ШАРА
В связи с острой необходимостью увеличения точности оперативного определения координат землетрясений, основным способам которого для одиночной сейсмической станции является установление поправок за азимут, и в связи с тем, что ведущиеся под руководством В. А. Ана работы в этом направлении планируется завершить только во втором полугодии 1991 года, нами были проведены параллельные исследования по данному вопросу.
Результатом этого было построение карты поправок за азимут подхода р-волн, показанной на рис.1
Рис. 1. Отклонения углов подхода p-волн в Боровом из разных районов Земного Шара от азимутов подхода при сферически симметричной мантии.
При построении данной карты была использована следующая простая методика:
а) Азимуты подхода р-волн от землетрясений брались только по результатам измерения программной системы "Сейсмостанция" (ПСС). Это обеспечило однородность исходных данных, которой трудно достичь при ручном определении азимута, а также возможность использования результатов в оперативной работе, где азимут определяется не вручную, а по данным, выдаваемым ПС "Сейсмостанция".
б)По координатам землетрясения из PDE и других сетевых каталогов вычислялся географический азимут на данное землетрясение.
в)После сбора материала по пп "а" и "б" все районы Земного шара разделялись на ячейки (пикселы), в которых оказывалось по 10 - 15 землетрясений.
Расположение ячеек выбиралось таким образом, чтобы обеспечить минимум дисперсий невязки азимутов в каждой ячейке. Это обеспечило в последующем четкое выделение границ сейсмических зон.
г) Определялась медиана сглаженного распределения невязок в каждой точке.
д)Карта поправок составлялась как двумерный сплайн найденных медиан и отображалась в инверсии по знаку.
В результате этого для любого ЗТР по этой карте можно найти азимут подхода Р-волн к Боровому, добавив к географическому азимуту поправку.
Получение карты поправок для азимутов подхода Р-волн, изображенной на рис. 1, позволило сделать следующие выводы.
Рис. 2. Усредненные отклонения магнитуд по p-волнам в Боровом для землетрясений в разных районах Земного Шара от средней сетевой магнитуды глобальной сейсмической сети.
1.Невязки азимутов существенно коррелируют с известными тектоническими районами земного шара, что говорит в пользу их нелокального характера. Большая амплитуда невязок может быть объяснена в этом случае только сверхглубинными причинами в отклонении волнового Фронта.
2.Несмотря на то, что амплитуда невязок по земному шару превышает 20°, для близких координат эти невязки существенно одинаковы, т.е. распределение невязок по поверхности земли является существенно гладким.
В связи а этим можно сделать очень существенный для практики вывод, что точность определения координат землетрясений по одной сейсмостанции можно увеличить на порядок, используя это распределение.
Данные научные результаты уже используются в оперативной работе Экспедиции N4 (разработанное для этого программное обеспечение описано в разделе 2).
1.2. КАРТА ПОПРАВОК МАГНИТУД ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПО Р-ВОЛНЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ ЗЕМНОГО ШAPA
В связи с возникшими проблемами корректного определения энергии события, ассоциирования землетрясений, зарегистрированных в Боровом и по мировой сети сейсмостанций, а также необходимостью получения сопоставимых с другими станциями данных по магнитудам Р-волн, была проведена работа по созданию карты поправок за магнитуду землетрясения по Р-волнам.
До настоящего времени на сейсмостанции "Боровое" использовались магнитудные номограммы, полученные с сейсмостанции "Обнинск", которые, естественно, не учитывают свойств подпочвы сейсмостанции "Боровое".
Известно, что амплитуда одной и той же плоской волны варьирует в зависимости от скорости распространения, которая в свою очередь жестко определяется свойствами среды.
Кроме того, известно, что различные породы и различные по структуре наслоения имеют разные свойства по преломлению и отражению для различных спектральных составляющих сейсмической волны.
Таким образом, использование "чужих" номограмм существенно некорректно.
Однако, беря имеющиеся номограммы за основу, возможно построение карты поправок магнитуд для устранения систематических погрешностей.
До настоящего времени усредненная систематическая погрешность магнитуды mpv в Боровом составляла величину порядка +0.5 единиц, то составляет 5-7 кратное завышение мощности события.
Однако прямое использование усредненной погрешности малоэффективно, т.к. из практики обнаруживаются районы Земного шара, где величина погрешности практически всегда отрицательна.
В связи с изложенным была сформулирована задача построения карты поправок магнитуд по Р—волне.
Методика построения карты состояла из следующих последовательных шагов.
а) Собраны данные по магнитудам и координатам землетрясений, измеренным на сейсмостанции "Боровое".
б) Для этих землетрясений найдены значения mb из сетевых каталогов, а также уточнены координаты.
в) После обора материала по пп "а" и "б" районы Земного шара разделялись на ячейки (пикселы), в которых оказывалось по
10 — 15 землетрясений.
Расположение ячеек выбиралось таким образом, чтобы обеспечить минимум дисперсии невязки магнитуд в каждой ячейке.
Это обеспечило в последующем четкое выделение границ сейсмических зон.
г) Определялась медиана сглаженного распределения невязок в каждой точке.
д) Карта поправок составлялась как двумерный сплайн найденных медиан и отображалась согласно знаку поправки.
Получение карты поправок для магнитуды Р-волны, изображенной на рис. 2 позволило сделать следующие выводы.
I. Невязки магнитуд четко коррелируют с известными геологическими структурами Земли, что свидетельствует о связи магнитудной оценки или с характером землетрясений, свойственных для данной геологической структуры, или о связи ее со свойствами самой геологической структуры.
2. Обнаружено, что зонам отстровных дуг: Алеутской, Курильской, Антильской, Рюкю соответствуют отрицательные поправки магнитуд (занижение mpv Борового от сетевых значений).
3. Тектонические плиты: Тихоокеанская, Австралийская, Северо-Американская, Евразийская, Африканская имеют индивидуальные, но одинаковые в своих границах поправки для магнитуд„
4. Зонам субдукции и спрединга соответствуют скачки поправки магнитуды, имеющие приблизительно одинаковое значение вдоль линии простирания субдукции или соответственно срединно-океанических хребтов.
С января 1991 года планируется переход сейсмостанции "Боровое" к новым значениям mpv, соответствующим полученным поправкам.
Для оперативного вычисления поправки разрабатывается, модуль программного обеспечения.
|
|
 |
