UCERF3 - UCERF3 - Wikipedia

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.[1] Çeşitli tehlike ölçütleri[2] UCERF3 ile hesaplanabilir; tipik bir ölçü, bir büyüklük olasılığıdır[3] 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).[4]

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.

Öne Çıkanlar

UCERF3'ün önemli bir başarısı, son depremlerde gözlemlenenler gibi, çok temelli kırılmaları modelleyebilen yeni bir metodolojinin kullanılmasıdır.[5] Bu, sismisitenin daha gerçekçi bir şekilde dağıtılmasına izin verir; bu da, orta büyüklükteki depremleri (6.5 ve 7.0 büyüklükleri arasında) aşırı tahmin eden önceki çalışmalardaki bir sorunu düzeltti.[6] Büyüklükteki depremlerin oranı (M[7]) 6.7 ve daha yüksek (tüm eyalette) artık 4.8 yılda bir yerine yaklaşık 6.3 yılda bir olduğuna inanılıyor. Öte yandan, şu anda yaklaşık her 494 yılda bir (617'den aşağı) 8 büyüklüğünde ve daha büyük depremler bekleniyor.[8] Aksi takdirde, genel sismisite beklentileri genellikle önceki sonuçlarla uyumludur.[9] (Görmek Tablo A genel oranların bir özeti için.)

Arıza modeli veri tabanı revize edildi ve UCERF2 için yaklaşık 200'den fazla 350 arıza bölümünü kapsayacak şekilde genişletildi ve arızaları daha iyi karakterize etmek için yeni özellikler eklendi.[10] Çeşitli teknik iyileştirmeler de yapılmıştır.[11]

Tablo A: Tahmini olasılıklar (minimum, büyük ihtimalleve maksimum) Kaliforniya'nın farklı bölgeleri için önümüzdeki otuz yıl içinde verilmiş büyüklükte bir deprem1
M≥6.06.77.07.57.78.0
Tüm CA100% 100% 100%97% 100% 100%77% 93% 100%17% 48% 85%  3% 27% 71%  0%   7% 32%
N. CA100% 100% 100%84% 95% 100%55% 76% 96%  8% 28% 60%  1% 15% 45%  0%   5% 25%
S. CA100% 100% 100%77% 93% 100%44% 75% 97%  9% 36% 79%  2% 22% 68%  0%   7% 32%
SF  89% 98% 100%52% 72% 94%27% 51% 84%  5% 20% 43%  0% 10% 32%  0%   4% 21%
LA  84% 96% 100%28% 60% 92%17% 46% 87%  5% 31% 77%  1% 20% 68%  0%   7% 32%
1. Tablo 7'den Field vd. 2015, s. 529. "M" an büyüklüğü (s. 512).

Kayma oranını göstermek için renk kodlu segmentlerle (yılda 40 mm'ye kadar) aşağıdaki tablodaki ana hataların konumu.[12]

Önceki çalışmalarda değerlendirilen altı ana faydan Güney San andreas hatası önümüzdeki 30 yıl içinde M ≥ 6.7'lik bir deprem yaşama olasılığı en yüksek olmaya devam ediyor. Bu olasılıktaki en büyük artış Calaveras hatası (görmek ana fay haritası konum için), ortalama (büyük olasılıkla) değer şimdi% 25 olarak ayarlanmıştır. % 8'lik eski değer, şu anda beklenen minimum değerden (% 10) daha düşük. Önceki eksik tahminin, çoğunlukla, birçok kırılmanın boyutunu sınırlandıran çok parazitli kırılmaları modellememekten kaynaklandığına inanılıyor.[13]

En büyük olasılık düşüşü San Jacinto fay % 32'den% 9'a yükseldi. Yine bu, çok faktörlü kırılmadan kaynaklanmaktadır, ancak burada etki daha az depremdir, ancak daha büyük olmaları daha olasıdır (M ≥ 7.7) [14]

Tablo B

Tablo B: 30 yıl içindeki M ≥ 6.7'lik bir depremin toplam olasılıkları (ve UCERF2'den farklı)1
Hata2Bölüm haritaları3QFFDB
hata#4		Uzunluk5Önemli DepremlerMin.6Anlamına gelmekMaks. Alan sayısı
San andreas hatası güney

Parkfield
Cholame
Carrizo
Büyük viraj
Mojave N
Mojave S
San Bernardino N
San Bernardino S
San Gorgonio Geçidi
N. Şube Değirmeni Cr
Coachella

1f
1 g
1 sa.
1i
1j

Antalya 546 km
339 mil

1857 Fort Tejon depremi

17%
(−6%)		53%
(−7%)		93%
(−1%)
San andreas hatası kuzeyinde

açık deniz
Kuzey Kıyısı
Yarımada
Santa Cruz Mts
Sürünen Bölüm

1 A
1b
1c
1 g
1e

Adana 472 km
479 km

1906 San Francisco depremi

 1%
(−5%)		33%
(+12%)		73%
(+33%)
Hayward /
Rodgers Creek Fayı

Rodgers Creek
Hayward North
Hayward Güney

55a
55b
55c
32

150 km
150 km

1868 Hayward depremi

14%
(−2%)		32%
(0%)		54%
(−14%)
Calaveras Fayı

Kuzeyinde
Merkez
Güney

54a
54b
54c
54 g

Adana 123 km
76 mil

1911 Calaveras depremi[15]
1979 Coyote Gölü depremi[16]
1984 Morgan Hill depremi [17]
2007 Alum Rock depremi[18]

10%
(+8%)		25%
(+17%)		54%
(+32%)
San Jacinto Fay Zonu

San Bernardino
San Jacinto Vadisi
Stepovers
Anza
Clark
Coyote Creek
Borrego
Batıl İnanç Mtn

125a
125b

125c
125 g
125e
125f
125 g

Burdur 309 km
192 mil

1918 San Jacinto depremi

 0%
(−14%)		9%
(23%)		35%
(−20%)
Garlock Hatası

Doğu
Merkez
Batı

69a
69b
69c

Antalya 254 km
158 mil

 0%
(−3%)		8%
(+2%)		37%
(+24%)
Elsinore Fay Zonu

Whittier
Glen Ivy
Stepovers
Temecula
Julian
Coyote Dağları

126a
126b
126c
126d
126e
126f
126 g

Adana 249 km
34 km

1910 Elsinore depremi

 1%
(−4%)		5%
(−6%)		17%
(−8%)
Notlar.
1. Tablo 6'dan uyarlanmıştır. Field vd. 2015, s. 525. Değerler, her bir arızayı oluşturan arıza bölümlerinden toplanır. Bazı bölümlerin bireysel olasılıkları daha yüksektir; Tablo 4'e bakın Field vd. 2015, s. 523. "M" an büyüklüğü (s. 512).
2. Bunlar, UCERF2'nin stres yenileme modellemesi yapmak için yeterli veriye sahip olduğu altı hatadır. Hayward fay bölgesi ve Rodgers Creek fayı tek bir fay olarak değerlendirilir; San Andreas fayı iki bölüm olarak değerlendirilir.
3. UCEF3 arıza bölümleri, her bölüm için "katılım" haritalarına bağlantılarla (siyahla özetlenmiştir), bölümün diğer bölümlerle kırılmalara katıldığı oranı (renkli olarak) gösterir. Tüm fay bölümleri için katılım haritaları http://pubs.usgs.gov/of/2013/1165/data/UCERF3_SupplementalFiles/UCERF3.3/Model/FaultParticipation/ Bazı hatalarda UCERF2'den bu yana bölümler eklenmiş veya bölünmüştür.
4. USGS Kuaterner Hata ve Katlama Veritabanı özet raporlara bağlantılar içeren arıza numaraları. QFFDB haritaları artık mevcut değil.
5. UCERF-2, Tablo 4'ten uzunluklar; QFFDB değerlerinden farklı olabilir.
6. Min. ve Maks. olasılıklar mantık ağacındaki en az ve en olası alternatiflere karşılık gelir; Ortalama, ağırlıklı ortalamadır.
7. Kesitler ve deformasyon modelleri arasındaki farklılıklar nedeniyle kayma oranları dahil edilmemiştir. Şekle bakın C21 (aşağıda) bir örnek için.

Metodoloji

California depremleri, Pasifik Plakası, yaklaşık kuzeybatıya doğru ilerliyor, Kuzey Amerika kıtasını geçiyor. Bu, yılda 34 ila 48 milimetre (yaklaşık bir buçuk inç) kayma olmasını gerektirir,[19] bunların bir kısmı, Havza ve Menzil Bölgesi Kaliforniya'nın doğusunda.[20] Bu kayma, kırılmalar (depremler) ve asismik sürünme kırılmaların sıklığı (kısmen) kaymanın çeşitli faylar arasında nasıl dağıldığına bağlı olarak çeşitli faylarda.

Modelleme

UCERF3'ün dört modelleme seviyesi ve mantık ağacını oluşturan bazı alternatifler.[21]

Öncülü gibi, UCERF3 bunu dört modelleme katmanına göre belirler:[22]

  1. hata modelleri (FM 3.1 ve 3.2) daha büyük ve daha fazlasının fiziksel geometrisini tanımlar aktif faylar.
  2. Deformasyon modelleri Her bir arıza bölümü için kayma oranlarını ve ilgili faktörleri, bir arıza kopmadan önce ne kadar gerilim biriktiğini ve daha sonra ne kadar enerji açığa çıkacağını belirleyin. Deprem dinamiklerini ele almak için farklı yaklaşımları yansıtan dört deformasyon modeli kullanılmıştır.
  3. deprem oranı modeli (ERM), uzun vadeli yırtılma oranını tahmin etmek için tüm bu verileri bir araya getirir.
  4. olasılık modeli Son kırılmasından bu yana ne kadar gerilim biriktiği göz önüne alındığında, her fay segmentinin kırılmaya ne kadar yakın (hazır) olduğunu tahmin eder.

İlk üç modelleme katmanı, Kaliforniya'daki potansiyel olarak zarar verici depremlerin uzun vadeli veya Zamandan Bağımsız tahminlerini belirlemek için kullanılır. Zamana Bağlı model, teorisine dayanmaktadır. elastik ribaund, bir deprem tektonik gerilimi serbest bıraktıktan sonra, başka bir depreme neden olacak kadar yeterli stres birikmesi için biraz zaman geçecektir. Teorik olarak, bu, belirli bir faydaki depremlerde bir miktar düzenlilik sağlamalıdır ve son kırılmanın tarihini bilmek, bir sonrakinin ne kadar çabuk beklenebileceğine dair bir ipucudur. Pratikte bu, kısmen kayma oranları değiştiğinden ve ayrıca fay segmentleri birbirini etkilediği için çok açık değildir, bu nedenle bir segmentteki bir kopma, bitişik segmentlerde kopmayı tetikler. UCERF3'ün başarılarından biri, bu tür çok işlevli kırılmaları daha iyi ele almaktır.[23]

Farklı kombinasyonlarda alınan çeşitli alternatifler (şemaya bakınız), Zamandan Bağımsız model için 1440 daldan oluşan bir mantık ağacı oluşturur ve dört olasılık modeli faktörlere dahil edildiğinde Zamana Bağlı model için 5760 dal oluşturur. Her dal, nispi olasılığına ve önemine göre değerlendirildi ve ağırlıklandırıldı. UCERF3 sonuçları, tüm bu ağırlıklı alternatiflerin ortalamasıdır.[24]

"Büyük Tersine Çevirme"

UCERF2'de her hata ayrı ayrı modellenmiştir,[25] Sanki kopmalar diğer faylara uzanmıyormuş gibi. Bu fay bölünmesi varsayımının, UCERF2'nin, daha sonra gerçekte gözlemlenen M 6.5 ila 7.0 aralığında neredeyse iki kat daha fazla depremi öngörmesinin nedeni olduğundan şüphelenildi ve birçok depremde görülen çok farlı kırılmanın tersi.[26]

UCERF3, her arıza bölümünü (Arıza Modelleri tarafından modellendiği şekilde) alt bölümlere (FM 3.1 için 2606 bölüm ve FM 3.2 için 2665 bölüm) alt bölümlere ayırır, ardından hangi ana arızaya ait olduklarına bakılmaksızın birden çok bölümün kırılmalarını dikkate alır. Mantıksız kabul edilen bu kırılmaları ortadan kaldırdıktan sonra FM 3.1 için dikkate alınması gereken 253.706 olasılık ve FM 3.2 için 305.709 olasılık vardır. Bu, UCERF2'de dikkate alınan 8.000'den az kırılma ile karşılaştırılır ve Kaliforniya'nın arıza sisteminin yüksek bağlanabilirliğini yansıtır.[27]

Ek C'den Şekil C21.[28] Üç deformasyon modeliyle belirlenen iki paralel faydaki (San Andreas ve San Jacinto) kayma oranlarının grafikleri ve her segment boyunca varyasyonları gösteren, tamamen gözlemlenen kayma oranlarına dayanan bir "jeolojik" model. Genel ters çevirme, genel olarak en iyi uyumu sağlayan değerleri bulmak için bunları ve diğer birçok değişkeni çözer.

UCERF'in önemli bir başarısı, "büyük tersine çevirme" adı verilen sistem düzeyinde yaklaşımın geliştirilmesidir.[29] Bu, bir süper bilgisayar kullanarak doğrusal denklem sistemi Bilinen kayma oranları vb. gibi birden çok kısıtlamayı aynı anda karşılayan[30] Sonuç, mevcut verilere en iyi uyan bir modeldir (değerler kümesi). Bu çeşitli faktörlerin dengelenmesinde, aynı zamanda, muhtemelen henüz keşfedilmemiş arızalarda, arıza modelinde ne kadar sismisitenin hesaba katılmayacağına dair bir tahmin sağlar. Tanımlanamayan faylarda meydana gelen kayma miktarı, konuma (genellikle LA alanında daha yüksek) ve deformasyon modeline bağlı olarak 5 ile yaklaşık 20 mm / yıl arasında tahmin edilmiştir ve bir model LA'nın hemen kuzeyinde 30 mm / yıl'a ulaşmaktadır.[31]

Değerlendirme

UCERF3, UCERF2'ye göre önemli bir gelişmeyi temsil ederken,[32] ve Kaliforniya'nın deprem tehlikesini tahmin etmek için mevcut en iyi bilim,[33] yazarlar bunun doğal sistemin bir yaklaşımı olarak kaldığı konusunda uyarıyorlar.[34] Time Independent modelinde bir dizi varsayım vardır,[35] son (Zamana Bağlı) model ise açıkça "elastik geri tepmenin modele dahil edilmeyen diğer bilinen ve şüphelenilen süreçlere hakim olduğunu varsayar."[36] Dahil edilmeyen bilinen süreçler arasında uzay-zamansal kümeleme vardır.[37]

Hata geometrisi hakkında yetersiz bilgi (özellikle derinlikte) ve kayma oranları gibi bir dizi belirsizlik kaynağı vardır,[38] ve mevcut gözlemlerle en iyi uyumu elde etmek için modelin çeşitli unsurlarının nasıl dengeleneceği konusunda önemli zorluklar vardır. Örneğin, güney San Andreas Fayı'nda paleosismik verileri ve kayma oranlarını uydurmada zorluk var, bu da paleosismik verilerde görülenden yaklaşık% 25 daha az sismisite tahminleriyle sonuçlanıyor. Veriler, belirli bir kısıtlama (bölgesel Büyüklük-Frekans Dağılımı) gevşetilirse uyuyor, ancak bu, ılımlı olayları aşırı tahmin etme problemini geri getiriyor.[39]

Önemli bir sonuç, genel olarak kabul edilen Gutenberg-Richter (GR) ilişkisi (depremlerin dağılımının büyüklük ve frekans arasında belirli bir ilişki gösterdiğini) mevcut UCERF3 modelinin belirli bölümleriyle tutarsızdır. Model, GR tutarlılığının elde edilmesinin, sismolojik anlayışta "mutabakat düzeyinde kabul edilebilirliğin mevcut sınırlarının dışında kalan" belirli değişiklikleri gerektireceğini ima eder.[40] Gutenberg-Richter ilişkisinin bireysel hatalar ölçeğinde uygulanamaz olması veya modelin bazı temellerinin yanlış olması, "eşit derecede bilimsel olarak derin ve tehlike açısından oldukça önemli olacaktır."[41]

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ Field vd. 2013, s. 2.
  2. ^ 2013 itibariyle mevcut olan değerlendirme ölçütlerinin listesi için Tablo 11'e bakınız. Field vd. 2013, s. 52.
  3. ^ Standart sismolojik uygulamayı takiben, buradaki tüm deprem büyüklükleri moment büyüklüğü ölçeği. Bu genellikle daha iyi bilinenle eşdeğerdir Richter büyüklük ölçeği.
  4. ^ Field vd. 2013, s. 2.
  5. ^ Field vd. 2015, s. 512.
  6. ^ Alan 2015, s. 2–3.
  7. ^ Aksi belirtilmedikçe, buradaki tüm deprem büyüklükleri, moment büyüklüğü ölçeği, başına Field vd. 2015, s. 512.
  8. ^ Alan 2015.
  9. ^ Alan 2015.
  10. ^ Field vd. 2013, s. xiii, 11.
  11. ^ Field vd. 2013.
  12. ^ Şekil 4 Field vd. 2015, s. 520.
  13. ^ Field vd. 2015, s. 525–526; Alan 2015.
  14. ^ Field vd. 2015, s. 525–526; Alan.
  15. ^ Dozer vd. 2009, s. 1746–1759
  16. ^ Yeats 2012, s. 92
  17. ^ Hartzell ve Heaton 1986, s. 649
  18. ^ Oppenheimer vd. 2010
  19. ^ Parsons vd. 2013, s. 57, Tablo C7.
  20. ^ Parsons vd. 2013, s. 54.
  21. ^ Şekil 3 Field vd. 2015, s. 514.
  22. ^ Field vd. 2013, s. 5.
  23. ^ Field vd. 2015, s. 513.
  24. ^ Field vd. 2015, s. 521.
  25. ^ Field vd. 2013, s. 27.
  26. ^ Field vd. 2013, s. 3; Alan 2015, s. 2.
  27. ^ Field vd. 2013, sayfa 27–28, 51.
  28. ^ Parsons vd. 2013
  29. ^ Alan 2015, s. 5; Field vd. 2013, sayfa 3, 27–28. Görmek Page et al. 2014 detaylar için.
  30. ^ Field vd. 2013, s. 51.
  31. ^ Page et al. 2014, sayfa 44–45, Şekil C16.
  32. ^ Field vd. 2013, s. 90.
  33. ^ Field vd. 2015, s. 541.
  34. ^ Field vd. 2015, pp. 512, 539. Daha önceki bir raporda Field vd. (2013, s. 7) buna "kaba yaklaşım" deyin.
  35. ^ Tablo 16'ya bakın Field vd. 2013, s. 89, 15 temel varsayımı listelemektedir.
  36. ^ Field vd. 2015, s. 541.
  37. ^ Field vd. 2015, s. 512.
  38. ^ Field vd. 2013, s. 87.
  39. ^ Field vd. 2013, s. 88–89. 55–56. Sayfalarda tartışma.
  40. ^ Field vd. 2013, s. 86–87. Özellikle, GR tutarlılığı aşağıdakilerden birini veya daha fazlasını gerektiriyor gibi görünüyor: "(1) hem açık hem de kapalı faylarda daha yüksek derecede sünme; (2) tüm bölgede daha yüksek uzun vadeli deprem oranı (ve faylarda önemli zamansal değişkenlik) SAF gibi); (3) durum boyunca daha fazla arıza bağlantısı (örneğin, herhangi bir yerde ~ M8) ve (veya) (4) daha düşük kesme sertliği. "
  41. ^ Field vd. 2013, s. 87.

Kaynaklar

  • Dozer, D. I .; Olsen, K. B .; Pollitz, F. F .; Stein, R. S.; Toda, S. (2009), "1911 M∼6.6 Calaveras Depremi: Kaynak Parametreleri ve 1906 San Francisco Depremi Tarafından Uygulanan Statik, Viskoelastik ve Dinamik Coulomb Stres Değişikliklerinin Rolü", Amerika Sismoloji Derneği Bülteni, 99 (3): 1746–1759, doi:10.1785/0120080305.
  • 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.
  • Parsons, Tom; Johnson, Kaj M .; Kuş, Peter; Bormann, Jayne; Dawson, Timothy E .; Field, Edward H .; Hammond, William C .; Ringa balığı, Thomas A .; McCaffrey, Rob; Shen, Zhen-Kang; Thatcher, Wayne R .; Weldon II, Ray J .; Zeng, Yuehua (2013), "Ek C - UCERF3 için Deformasyon Modelleri", Birleşik Devletler Jeoloji Araştırmaları, Açık Dosya Raporu 2013–1165.

Dış bağlantılar