В издании рассмотрены теоретические и прикладные аспекты проблемы прогноза землетрясений. Представлены новые оригинальные алгоритмы прогноза землетрясений. Подробно описаны их структура, методика тестирования и практического применения для прогноза как сильных землетрясений, так и их афтершоков в различных сейсмоопасных регионах мира.
Издание рассчитано на специалистов в области сейсмологии, прогноза землетрясений и геодинамики.
Алгоритмы прогноза землетрясений. — М.: ГЕОС, 2006. — 292 с., ил. — (Вычислительная сейсмология;
ISBN 5-89118-361-7
Публикуется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 06-05-78046.
| СОДЕРЖАНИЕ | |
| П.Н. ШЕБАЛИН МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗА СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ С ПЕРИОДОМ ОЖИДАНИЯ МЕНЕЕ ГОДА |
|
| Введение | 7 |
| ГЛАВА I. ЗАДАЧА И МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ |
|
| 1.1. Прогноз событий и вероятностный прогноз. Определение прогноза землетрясений | 12 |
| 1.2. Классификация прогнозов по их временной и пространственной определенности | 15 |
| 1.3. Оценивание прогноза | 18 |
| 1.4. Предвестники землетрясений и их формальное описание | 23 |
| 1.5. Основные вехи в развитии методов прогноза | 24 |
| 1.6. Исходные данные для анализа предвестников: каталоги землетрясений | 33 |
| ГЛАВА II. ЦЕПОЧКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ КАК ИНДИКАТОР ВОЗРАСТАНИЯ РАДИУСА КОРРЕЛЯЦИИ СЕЙСМИЧНОСТИ |
|
| 2.1. Определение цепочки землетрясений | 38 |
| 2.2. Цепочки как предвестники сильнейших землетрясений в Калифорнии и в регионе Хонсю–Хоккайдо–Южные Курилы | 41 |
| 2.3. Цепочки как предвестники сильных землетрясений в ряде регионов мира | 53 |
| 2.4. Масштаб корреляции сейсмичности и магнитуда сильных землетрясений | 82 |
| 2.5. Время ожидания между последним событием в цепочке и сильным землетрясением | 85 |
| 2.6. Выбор R-окрестности цепочек | 86 |
| 2.7. Влияние параметров выделения афтершоков | 87 |
| ГЛАВА III. АНАЛИЗ СРЕДНЕСРОЧНЫХ ПРЕДВЕСТНИКОВ В R-ОКРЕСТНОСТИ ЦЕПОЧЕК ЭПИЦЕНТРОВ: МЕТОДОЛОГИЯ RTP |
|
| 3.1. Рассматриваемые типы среднесрочных предвестников | 92 |
| 3.2. Принципы выбора функционалов для формализованного представления предвестников | 96 |
| 3.3. Временная и событийная шкалы для построения функционалов | 98 |
| 3.4. Нормализация функционалов | 98 |
| 3.5. Отобранные функционалы | 99 |
| 3.6. Выбор значений параметров | 102 |
| 3.7. Методика автоматического определения порогов CP для функционалов по материалу обучения | 104 |
| 3.8. Распознавание предвестниковых цепочек | 110 |
| 3.9. Алгоритм прогноза RTP и оценка его результатов | 111 |
| 3.10. Предполагаемая физическая основа подхода RTP | 113 |
| 3.11. Преимущества подхода RTP по сравнению с прямым последовательным анализом предвестников | 115 |
| ГЛАВА IV. РЕТРОСПЕКТИВНЫЕ ТЕСТЫ АЛГОРИТМА ПРОГНОЗА RTP |
|
| 4.1. Описание тестов | 119 |
| 4.2. Результаты тестов в рассматриваемых регионах | 121 |
| 4.3. Эффективность отдельных предвестников | 133 |
| ГЛАВА V. ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГНОЗА ВПЕРЕД ПО АЛГОРИТМУ RTP |
|
| 5.1. Подтвержденные прогнозы | 136 |
| 5.2. Эксперимент по прогнозу в реальном времени | 138 |
| 5.3. Результаты эксперимента | 143 |
| 5.4. Дополнительный эксперимент по прогнозу в реальном времени землетрясений с |
155 |
| ГЛАВА VI. ПОКА НЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ |
|
| 6.1. Анализ афтершоковых последовательностей | 157 |
| 6.2. Сейсмическое обращение | 162 |
| 6.3. Ренормализация цепочек | 164 |
| Заключение | 165 |
| Литература | 167 |
| И.А. ВОРОБЬЕВА ПРОГНОЗ ПОВТОРНОГО СИЛЬНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ |
|
| Введение | 183 |
| ГЛАВА I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОГНОЗА ПОВТОРНОГО СИЛЬНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ |
|
| 1.1. Гипотезы о процессе подготовки повторного сильного землетрясения | 186 |
| 1.2. Формализация задачи прогноза повторного сильного землетрясения | 187 |
| 1.3. Предвестники повторного сильного землетрясения | 189 |
| ГЛАВА II. АЛГОРИТМ ПРОГНОЗА ПОВТОРНОГО СИЛЬНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ |
|
| 2.1. Выбор и анализ материала обучения | 194 |
| 2.2. Формулировка решающего правила и результаты его применения на материале обучения | 204 |
| ГЛАВА III. УСТОЙЧИВОСТЬ АЛГОРИТМА SSE: ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА МАТЕРИАЛЕ ОБУЧЕНИЯ |
|
| 3.1. Методика оценки эффективности алгоритма прогноза повторного сильного землетрясения | 218 |
| 3.2. Вариации числовых параметров алгоритма SSE | 220 |
| 3.3. Эксперименты на устойчивость алгоритма SSE к ошибкам в исходных данных | 224 |
| ГЛАВА IV. ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМА SSE В РАЗЛИЧНЫХ СЕЙСМОАКТИВНЫХ РЕГИОНАХ МИРА |
|
| 4.1. Тест алгоритма SSE на независимом материале | 232 |
| 4.2. Обсуждение результатов испытания алгоритма SSE на независимом материале | 242 |
| 4.3. Эксперименты с модифицированными версиями алгоритма SSE | 244 |
| 4.4. Зоны высокой сейсмической активности | 247 |
| ГЛАВА V. ОПЫТ МОНИТОРИНГА ПОВТОРНЫХ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ СЕЙСМОАКТИВНЫХ РЕГИОНАХ МИРА, 1989–2006 гг. |
|
| 5.1. Критерии применения алгоритма SSE для прогноза вперед | 252 |
| 5.2. Результаты прогноза вперед в различных сейсмоактивных регионах мира, 1989–2006 гг. | 253 |
| 5.3. Эффективность алгоритма SSE при прогнозе вперед и оценка статистической значимости результатов за 1989–2006 гг. | 275 |
| 5.4. Обсуждение результатов и анализ ошибок прогноза вперед повторного сильного землетрясения | 276 |
| Заключение | 279 |
| Литература | 282 |