Deprem tahmini - Earthquake forecasting

Belirtilen sınırlar dahilinde gelecekteki depremlerin zamanının, yerinin ve büyüklüğünün belirlenmesi ile ilgili sismoloji bilim dalı için bkz. Deprem tahmini.
Parçası bir dizi açık
Depremler
  • Yer Bilimleri Portalı

Deprem tahmini biliminin bir dalıdır sismoloji genel depremin olasılıksal değerlendirmesi ile ilgilenen sismik tehlike yıllar veya on yıllar boyunca belirli bir bölgede meydana gelen hasar verici depremlerin sıklığı ve büyüklüğü dahil.[1] Süre tahmin genellikle bir tür olarak kabul edilir tahmin deprem tahmini genellikle deprem tahmini Amacı, gelecekteki depremlerin zamanının, yerinin ve büyüklüğünün yeterli hassasiyetle belirtilmesi olan bir uyarı verilebilir.[2][3] Depremlerin hem tahmini hem de tahmini, deprem uyarı sistemleri deprem algılandığında etkilenebilecek bölgelere gerçek zamanlı uyarı sağlar.

1970'lerde bilim adamları, depremleri tahmin etmek için pratik bir yöntemin yakında bulunacağı konusunda iyimserdi, ancak 1990'larda devam eden başarısızlık, birçok kişinin bunun mümkün olup olmadığını sorgulamasına neden oldu.[4] Büyük depremler için kanıtlanabilecek şekilde başarılı tahminler gerçekleşmedi ve birkaç başarı iddiası tartışmalı.[5] Sonuç olarak, birçok bilimsel ve hükümet kaynağı olasılık için kullanılmıştır. sismik tehlike bireysel depremlerin tahmininden ziyade tahminler. Bu tür tahminler, sismik olaylarla ilgili bina kodları, sigorta oranı yapıları, farkındalık ve hazırlık programları ve kamu politikası oluşturmak için kullanılır.[6] Bölgesel deprem tahminlerine ek olarak, bu tür sismik tehlike hesaplamaları yerel jeolojik koşullar gibi faktörleri de hesaba katabilir. Beklenen yer hareketi daha sonra bina tasarım kriterlerine rehberlik etmek için kullanılabilir.[kaynak belirtilmeli ]

Deprem tahmini için yöntemler

Deprem tahminine yönelik yöntemler genellikle depreme neden olan eğilimleri veya kalıpları arar. Bu eğilimler karmaşık olabileceğinden ve birçok değişken içerdiğinden, bunları anlamak için genellikle gelişmiş istatistiksel tekniklere ihtiyaç duyulur, bu nedenle bunlara bazen istatistiksel yöntemler denir. Bu yaklaşımlar, nispeten uzun zaman dilimlerine sahip olma eğilimindedir ve bu da onları deprem tahmini için yararlı kılar.

Elastik toparlanma

En sert kaya bile tam olarak sert değildir. Büyük bir kuvvet verildiğinde (örneğin, birbirinin yanından geçen iki muazzam tektonik plaka arasında) yerkabuğu bükülecek veya deforme olacaktır. Göre elastik ribaund teorisi Reid (1910), sonunda deformasyon (gerilim), genellikle mevcut bir hatada bir şeyin kırılmasına neden olacak kadar büyük hale gelir. Kırılma boyunca kayma (deprem), her iki taraftaki kayanın daha az deforme olmuş bir duruma geri dönmesine izin verir. Süreçte enerji, sismik dalgalar dahil olmak üzere çeşitli şekillerde açığa çıkar.[7] Elastik deformasyonda biriken ve ani bir geri tepme ile serbest kalan tektonik kuvvet döngüsü daha sonra tekrarlanır. Tek bir depremde meydana gelen yer değiştirme bir metreden az ile yaklaşık 10 metre arasında değiştiğinden (bir M 8 depremi için),[8] büyüklüğün kanıtlanmış varlığı doğrultu atımlı yüzlerce millik deplasman, uzun süren bir deprem döngüsünün varlığını gösterir.[9]

Karakteristik depremler

En çok incelenen deprem fayları (örneğin Nankai mega güveni, Wasatch hatası, ve San andreas hatası ) farklı segmentlere sahip görünüyor. karakteristik deprem model depremlerin genellikle bu segmentler içinde sınırlandığını varsaymaktadır.[10] Uzunluklar ve diğer özellikler gibi[11] Segmentlerin sabit olması, tüm fayı kıran depremlerin benzer özelliklere sahip olması gerekir. Bunlar, maksimum büyüklüğü (kırılmanın uzunluğu ile sınırlıdır) ve fay segmentini kırmak için gereken birikmiş gerinim miktarını içerir. Sürekli plaka hareketleri gerilmenin istikrarlı bir şekilde birikmesine neden olduğundan, belirli bir segmentteki sismik aktiviteye, biraz düzenli aralıklarla tekrar eden benzer özellikteki depremler hakim olmalıdır.[12] Belirli bir fay segmenti için, bu karakteristik depremleri tanımlamak ve tekrarlanma oranlarını zamanlamak (veya tersine Dönüş süresi ) bu nedenle bizi bir sonraki kopma hakkında bilgilendirmelidir; bu genellikle sismik tehlikenin tahmin edilmesinde kullanılan yaklaşımdır. Geri dönüş dönemleri, siklonlar ve seller gibi diğer nadir olayları tahmin etmek için de kullanılır ve gelecekteki sıklığın bugüne kadar gözlemlenen sıklığa benzer olacağını varsayar.

Ekstrapolasyon Parkfield depremleri 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 ve 1966, karakteristik deprem modeline göre 1988 civarında veya en geç 1993 öncesinde (% 95 güven aralığında) bir deprem tahminine yol açtı.[13] Öngörülen depremin habercilerini tespit etme umuduyla enstrümantasyon yerleştirildi. Ancak öngörülen deprem 2004 yılına kadar gerçekleşmedi. Parkfield tahmin deneyi karakteristik deprem modelinin kendisinin geçerliliği konusunda şüphe uyandırmıştır.[14]

Sismik boşluklar

İki tektonik plakanın birbirini geçtiği temasta, (uzun vadede) hiçbiri geride kalmayacağından, her bölüm sonunda kaymalıdır. Ama hepsi aynı anda kaymazlar; farklı bölümler gerinim (deformasyon) birikimi ve ani geri tepme döngüsünde farklı aşamalarda olacaktır. Sismik boşluk modelinde, "bir sonraki büyük deprem", son sismisitenin gerilimi azalttığı segmentlerde değil, giderilemeyen gerilmenin en büyük olduğu ara boşluklarda beklenmelidir.[15] Bu modelin sezgisel bir çekiciliği vardır; uzun vadeli tahminlerde kullanılır ve bir dizi Pasifik çevresi (Pasifik Kenarı ) 1979 ve 1989–1991 yıllarındaki tahminler.[16]

Bununla birlikte, sismik boşluklarla ilgili bazı temel varsayımların artık yanlış olduğu bilinmektedir. Yakın bir inceleme, "sismik boşluklarda meydana gelme zamanı veya bölgedeki bir sonraki büyük olayın büyüklüğü hakkında hiçbir bilgi olmayabileceğini" göstermektedir;[17] Pasifik çevresi tahminlerinin istatistiksel testleri, sismik boşluk modelinin "büyük depremleri iyi tahmin etmediğini" göstermektedir.[18] Başka bir çalışma, uzun bir sessiz dönemin deprem potansiyelini artırmadığı sonucuna varmıştır.[19]

Önemli tahminler

UCERF3

Ana makale: UCERF3
California (beyazla özetlenmiştir) ve tampon bölge, UCERF 3.1'in 2.606 fay alt bölümlerini göstermektedir. Renkler önümüzdeki 30 yıl içinde M ≥ 6.7'lik bir deprem yaşama olasılığını (yüzde olarak) gösterir ve son depremden bu yana biriken gerilimi açıklar. Etkileri içermez Cascadia yitim bölgesi (gösterilmiyor) kuzeybatı köşesinde.

2015 Tek Tip California Deprem Kırılma Tahmini, Sürüm 3veya UCERF3, devlet için en son resmi deprem kırılma tahmini (ERF) Kaliforniya yerine geçer UCERF2. Uzun ve yakın vadede potansiyel olarak hasar verici deprem kırılmalarının olasılığı ve ciddiyeti hakkında güvenilir tahminler sağlar. Bunu yer hareketi modelleriyle birleştirmek, belirli bir dönemde beklenebilecek yer sarsıntısının ciddiyetine ilişkin tahminler üretir (sismik tehlike ) ve yapılı çevreye yönelik tehdit (sismik risk ). Bu bilgiler, mühendislik tasarımı ve bina kodlarını bilgilendirmek, afet için planlama yapmak ve deprem sigortası primlerinin olası kayıplar için yeterli olup olmadığını değerlendirmek için kullanılır.[20] Çeşitli tehlike ölçütleri [21] UCERF3 ile hesaplanabilir; tipik bir ölçü, bir büyüklük olasılığıdır[22] M 6.7 deprem ( 1994 Northridge depremi ) 2014'ten beri 30 yıl içinde (bir ipoteğin tipik ömrü).

UCERF3, California Deprem Olasılıkları Çalışma Grubu (WGCEP), Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması (USGS), California Jeolojik Araştırması (CGS) ve Güney Kaliforniya Deprem Merkezi (SCEC), California Deprem Dairesi (CEA).[23]

Notlar

  1. ^ Kanamori 2003, s. 1205. Ayrıca bakınız ICEF 2011, s. 327.
  2. ^ Geller vd. 1997, s. 1616, takip Allen (1976), s. 2070), kim sırayla takip etti Ahşap ve Gutenberg (1935). Kagan (1997b, §2.1) şöyle der: "Bu tanımın, tahmin araştırmasında kafa karışıklığına ve zorluğa katkıda bulunan çeşitli kusurları vardır." Allen, zaman, yer ve büyüklük belirtimine ek olarak diğer üç şartı önerdi: 4) yazarın tahmine olan güveninin göstergesi, 5) herhangi bir şekilde rastgele bir olay olarak meydana gelen bir depremin şansı ve 6) bir biçimde yayınlama bu, başarısızlıklara başarılarla aynı görünürlüğü sağlar. Kagan ve Knopoff (1987, s. 1563) tahmini (kısmen) "mevcut uzay-zaman-sismik moment manifolduna göre deprem oluşumunun önemli ölçüde daraldığı biçimsel bir kural olarak tanımlar ...."
  3. ^ Kağan 1997b, s. 507.
  4. ^ Geller vd. 1997, s. 1617; Geller 1997, §2.3, s. 427; Konsol 2001, s. 261.
  5. ^ Örneğin, başarılı bir tahminin en ünlü iddiası, 1975 Haicheng depremi (ICEF 2011, s. 328) ve şu anda ders kitaplarında (Jackson 2004, s. 344). Daha sonraki bir çalışma, geçerli bir kısa vadeli tahmin olmadığı sonucuna varmıştır (Wang vd. 2006 ). Görmek Deprem tahmini.
  6. ^ "Ulusal Sismik Tehlike Haritaları". Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırması. 25 Ağustos 2016. Arşivlendi orijinal 10 Ağustos 2016. Alındı 1 Eylül 2016.
  7. ^ Reid 1910, s. 22; ICEF 2011, s. 329.
  8. ^ Wells & Coppersmith 1994, Şekil 11, s. 993.
  9. ^ Zoback 2006 net bir açıklama sağlar. Evans 1997 §2.2, elastik geri tepme modelinin yerini alan "kendi kendine organize kritiklik" (SOC) paradigmasının bir açıklamasını da sağlar.
  10. ^ Castellaro 2003
  11. ^ Bunlar kaya türü ve fay geometrisini içerir.
  12. ^ Schwartz ve Bakırcı 1984; Tiampo ve Shcherbakov 2012, s. 93, §2.2.
  13. ^ Bakun ve Lindh 1985, s. 621.
  14. ^ Jackson ve Kagan 2006.
  15. ^ Scholz 2002, s. 284, §5.3.3; Kagan ve Jackson 1991, s. 21,419; Jackson ve Kagan 2006, s. S404.
  16. ^ Kagan ve Jackson 1991, s. 21,419; McCann vd. 1979; Rong, Jackson ve Kagan 2003.
  17. ^ Lomnitz ve Nava 1983.
  18. ^ Rong, Jackson ve Kagan 2003, s. 23.
  19. ^ Kagan ve Jackson 1991, Özet.
  20. ^ Field vd. 2013, s. 2.
  21. ^ 2013 itibariyle mevcut olan değerlendirme ölçütlerinin listesi için Tablo 11'e bakınız. Field vd. 2013, s. 52.
  22. ^ Standart sismolojik uygulamayı takiben, buradaki tüm deprem büyüklükleri moment büyüklüğü ölçeği. Bu genellikle daha iyi bilinenle eşdeğerdir Richter büyüklük ölçeği.
  23. ^ Field vd. 2013, s. 2.

Kaynaklar

  • Allen, Clarence R. (Aralık 1976), "Deprem tahmininde sorumluluklar", Amerika Sismoloji Derneği Bülteni, 66 (6): 2069–2074.
  • Field, Edward H .; Biasi, Glenn P .; Kuş, Peter; Dawson, Timothy E .; Felzer, Karen R .; Jackson, David D .; Johnson, Kaj M .; Ürdün, Thomas H.; Madden, Christopher; Michael, Andrew J .; Milner, Kevin R .; Page, Morgan T .; Parsons, Tom; Güçler, Peter M .; Shaw, Bruce E .; Thatcher, Wayne R .; Weldon, Ray J., II; Zeng, Yuehua (2013), "Tek tip California deprem kırılma tahmini, sürüm 3 (UCERF3) - Zamandan bağımsız model", Birleşik Devletler Jeoloji Araştırmaları, Açık Dosya Raporu 2013–1165. Ayrıca California Geological Survey Special Report 228 ve Southern California Deprem Merkezi Yayını 1792. Ayrıca BSSA gibi Field vd. 2014.
  • Lomnitz, Cinna; Nava, F. Alejandro (Aralık 1983), "Sismik boşlukların tahmini değeri.", Amerika Sismoloji Derneği Bülteni, 73 (6A): 1815-1824.
  • McCann, W. R .; Nishenko, S. P .; Sykes, L. R .; Krause, J. (1979), "Sismik boşluklar ve levha tektoniği: Büyük sınırlar için sismik potansiyel", Saf ve Uygulamalı Jeofizik, 117 (6): 1082–1147, Bibcode:1979PApGe.117.1082M, doi:10.1007 / BF00876211.
  • Reid, Harry Fielding (1910), "Depremin Mekaniği.", 18 Nisan 1906 Kaliforniya Depremi: Eyalet Deprem Araştırma Komisyonu Raporu, Cilt. 2.
  • Scholz, Christopher H. (2002), Deprem mekaniği ve faylanma (2. baskı), Cambridge Univ. Basın, ISBN  0-521-65223-5.