Прогноз повторного сильного землетрясения

• Автор: Воробьева, Инесса Анатольевна
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Глава 1 Постановка задачи прогноза повторного сильного землетрясения

1Л Современное состояние проблемы прогноза землетрясений

1Л Л Актуальность проблемы

1Л .2 Определение прогноза землетрясений

1 Л.З Основные вехи в развитии методов прогноза землетрясений

1Л .4 Исследования по прогнозу повторного сильного землетрясения

1.2 Постановка задачи прогноза повторного сильного землетрясения

1.2.1 Гипотеза о природе процесса подготовки повторного

сильного землетрясения

1.2.2 Методология

1.2.3 Формальная постановка задачи

1.2.4 Постановка задачи в терминах распознавания образов
1.2.5 Выбор алгоритма распознавания
1.2.6 Нормализация параметров
1.2.7 Определение вектора описания объектов
1.3.Заключение
Глава 2 Разработка алгоритма для прогноза повторного сильного
землетрясения
2.1 Выбор и анализ материала обучения
2..1.1 Обоснование выбора региона Калифорния и Невада
2.1.2 Основные черты тектоники и сейсмичности
Калифорнии и Невады
2.1.3 Каталог землетрясений Калифорнии и Невады
2.1.4 Афтершоковые последовательности сильных землетрясений
Калифорнии и Невады
2.1.5 Определение множества объектов обучения
2.2 Дизайн Алгоритма SSE
2.2.1 Сравнение активности афтершоковых последовательностей
объектов класса А и В. Распознавание в два этапа
2.2.2 Выбор числовых параметров функций вектора описания объекта
Оценка информативности функций
2.2.3 Формулировка решающего правила

2.3 Результаты применения решающего правила к материалу обучения
сильным землетрясениям Калифорнии и Невады
2. 4 Заключение
Глава 3. Устойчивость алгоритма SSE:
эксперименты на материале обучения
3.1 Методика оценки эффективности алгоритмов прогноза землетрясений
3.2 Вариации числовых параметров алгоритма
3.2.1 Вариации параметров определения объектов
3.2.2 Вариации параметров решающего правила
3.3 Эксперименты на устойчивость алгоритма SSE
к ошибкам в исходных данных
3.3.1 Рандомизация каталога
3.3.2 Результаты распознавания при рандомизации магнитуды
3.3.3 Результаты распознавания при рандомизации эпицентров
землетрясений
3.3.4 Результаты распознавания при совместной рандомизации
магнитуды и эпицентра
3.4 Заключение
Глава 4. Перенос на независимый материал — применение алгоритма SSE
в восьми сейсмоактивных регионах мира
4.1 Тест алгоритма SSE на независимом материале
4.1.1 Критерии переноса
4.1.2 Выбор регионов и пороговой магнитуды Мо
4.1.3 Результаты распознавания и эффективность алгоритма на
независимом материале в восьми сейсмоактивных регионах России, СНГ и Средиземноморья
4.2 Обсуждение результатов переноса
4.2.1 Анализ ошибок распознавания на материале переноса
4.2.2 Анализ работы отдельных функций
4.3 Эксперименты с модифицированными версиями алгоритма
4.3.1 Прогноз по афтершоковой последовательности за первые 10 дней
4.3.2 Прогноз повторного сильного толчка после землетрясений
меньших магнитуд
4.4 Зоны высокой уровнем сейсмической активности
4.5. Заключение
Глава 5. Опыт мониторинга повторных сильных землетрясений
в девяти сейсмоактивных регионах мира 1989-2004

5.1 Критерии применения алгоритма SSE для прогноза вперед
5.2 Результаты прогноза вперед в 9 сейсмоактивных регионах мира
1989-2004
5.2.1 Калифорния и Невада
5.2.2 Иберия и Магриб
5.2.3 Италия
5.2.4 Балканы и Малая Азия
5.2.5 Рифт Мертвого моря
5.2.6 Кавказ
5.2.7 Туркмения
5.2.8 Средняя Азия
5.2.9 Прибайкалье
5.3 Эффективность алгоритма SSE при прогнозе вперед и оценка
статистической значимости результатов за 1989-2004г
5.4 Обсуждение результатов и анализ ошибок прогноза вперед повторного
сильного землетрясения
5.5 Заключение
Заключение
Список литературы

Итак, теперь можно строго определить множество объектов обучения. В качестве первых сильных землетрясений мы будем рассматривать все толчки с магнитудой М >6.4,, произошедшие в Калифорнии и Неваде с 1942г. по 1988г., за исключением близких форшоков и афтершоков. Будем предсказывать повторные сильные толчки, отличающиеся не более чем на единицу по магнитуде от первого землетрясения, возникающие в течение периода от 40 дней до полутора лет после первого сильного землетрясения на расстоянии не более Л = 1.5Я0, а афтершоковая последовательность за первые 40 дней и предшествующая сейсмичность будут использоваться в качестве исходных данных для прогноза.
За период с 1942г. по 1988г. в Калифорнии и Неваде произошло 26 сильных землетрясений с магнитудой М>6А. (Таблица 2.4). 5 из них были близкими по времени форшоками или афтершоками других сильных землетрясений, они были исключены из рассмотрения. Из 21 оставшегося землетрясения 4 имели менее 10 афтершоков с магнитудой т> М-3 в течение первых 40 дней; все они были одиночными. 17 землетрясений имели 10 и более афтершоков с магнитудой т > М - 3 в течение первых 40 дней; 11 из них были одиночными, а 6 сопровождались повторными сильными толчками в течение полутора лет. Итак, в нашем распоряжении имеется 6 объектов класса А и 15 объектов класса В. Число землетрясений В оказалось почти в 3 раза больше, чем А. Как покажет дальнейший анализ, такое соотношение характерно для очень многих регионов: число землетрясений с повторными сильными толчками относительно мало, в среднем оно составляет порядка 15% от числа всех сильных землетрясений. Следовательно, такое соотношение числа объектов разных классов является специфической чертой рассматриваемой задачи.
Эпицентры сильных землетрясений, отобранных для разработки алгоритма, показаны на карте (Рисунок 2.8). Можно видеть, что в одних и тех же местах происходили землетрясения разных классов - как серийные, так и одиночные - следовательно, место возникновения землетрясения не может быть критерием для распознавания его типа.
Среди шести выбранных землетрясений А два являются форшоками, т.е. повторное землетрясение было более сильным чем первое. В некоторых случаях возникают группы из нескольких сильных землетрясений, и тогда повторные сильные землетрясения могут быть рассмотрены как возможные источники новых повторных сильных толчков.