Keywords
low-frequency noise
time series
earthquakes
Kamchatka
Section
Abstract
The article presents the results of the development of new technology for seismic hazard estimate in Kamchatka using prognostic properties of the low-frequency noise recorded at the broadband network stations. The article shows the description of the algorithms for obtaining of 8 statistical parameters, which characterize the spatial and temporal variability of the noise field and provides the discussion of their application to the prediction of strong earthquakes with magnitudes M≥7.5. Two methods of data presentation are described: 1 – in the form of maps with the spatial and temporal distribution of noise statistics; 2 – a new method of dynamic estimate of seismic hazard in Kamchatka by plotting monthly minimum, average and maximum values of the noise statistics. According to the observations over the period 2011-2014, the central part of the Kamchatka seismic focal zone in the latitude range 55-58° is revealed to be the most potential for one or more earthquakes with M≥7.5-8.0.
References
Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. Кн. 1. 406 с.
Касимова В.А., Копылова Г.Н. Спектральная структура низкочастотного сейсмического шума на широкополосных станциях Камчатки // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Тр. Четвертой научно-техн. конф. Обнинск: ГС РАН, 2013. С. 64-68.
Кашьяп Р.Л., Рао А.Р. Построение динамических стохастических моделей по экспериментальным данным. М.: Наука, 1983. 384 с.
Любушин А.А. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга. М.: Наука, 2007. 228 с.
Любушин А.А. Микросейсмический шум в минутном диапазоне периодов: свойства и возможные прогностические признаки // Физика Земли. 2008. № 4. С. 17-34.
Любушин А.А. Тренды и ритмы синхронизации мультифрактальных параметров поля низкочастотных микросейсм // Физика Земли. 2009. № 5. С. 15-28.
Любушин А.А. Мультифрактальные статистики региональных и глобальных полей низкочастотных микросейсм // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Тр. Второй научно-техн. конф. Петропавловск-Камчатский. 11-17 октября 2009 г. / Отв. ред. В.Н. Чебров. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН. 2010а. С. 186-190.
Любушин А.А. Статистики временных фрагментов низкочастотных микросейсм: их тренды и синхронизация // Физика Земли. 2010б. № 6. С. 86-96.
Любушин А.А. Кластерный анализ свойств низкочастотного микросейсмического шума // Физика Земли. 2011. № 6. С. 26-34.
Любушин А.А. Сейсмическая катастрофа в Японии 11 марта 2011 года. Долгосрочный прогноз по низкочастотным микросейсмам // Геофизические процессы и биосфера. 2011. Т. 10. № 1. С. 9-35.
Любушин А.А. Прогноз Великого Японского землетрясения // Природа. 2012. № 8. С. 23-33.
Любушин А.А. Карты линейной синхронизации свойств глобального поля низкочастотных сейсмических шумов // Геофизические исследования. 2013. Т. 14. № 1. С. 41-53.
Любушин А.А. Карты свойств низкочастотных микросейсм для оценки сейсмической опасности // Физика Земли. 2013. № 1. С. 11-20.
Любушин А.А. Анализ когерентности глобального сейсмического шума, 1997-2012 // Физика Земли. 2014. № 3. С. 18-27.
Любушин А.А., Копылова Г.Н., Касимова В.А., Таранова Л.Н. Мульти-фрактальные характеристики сейсмического шума на Камчатке, 2011-2013 гг. // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Тр. Четвертой научно-техн. конф. Обнинск: ГС РАН, 2013. С. 382-386.
Любушин А.А., Соболев Г.А. Мультифрактальные меры синхронизации микросейсмических колебаний в минутном диапазоне периодов // Физика Земли. 2006. № 9. С.18-28.
Малла С. Вейвлеты в обработке сигналов. М.: Мир, 2005. 671 c.
Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.
Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений. М.: Наука, 1976. С. 9-27.
Соболев Г.А., Любушин А.А. Микросейсмические импульсы как предвестники землетрясений // Физика Земли. 2006. № 9. С. 5-17.
Соболев Г.А., Любушин А.А. Микросейсмические аномалии перед землетрясением 26 декабря 2004 года на Суматре // Физика Земли. 2007. № 5. С. 3-16.
Соболев Г.А., Любушин А.А., Закржевская Н.А.. Асимметричные импульсы, периодичности и синхронизация низкочастотных микросейсм // Вулканология и сейсмология. 2008. № 2. С. 135-152.
Соболев Г.А., Любушин А.А., Закржевская Н.А. Синхронизация микросейсмических колебаний в минутном диапазоне периодов // Физика Земли. 2005. № 8. С. 3-27.
Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 254 с.
Чебров В.Н. Региональная система сейсмического мониторинга // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Тр. Четвертой научно-техн. конф. Обнинск: ГС РАН. 2013. С. 8-15.
Чебров В.Н., Дрознин Д.В., Кугаенко Ю.А. и др. Система детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке в 2011 г. // Вулканология и сейсмология. 2013а. № 1. С. 18-40.
Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Викулина С.А. и др. Сильное землетрясение 28.02.2013 г. у юго-восточного побережья Камчатки с магнитудой МW=6.8 по данным оперативной обработки // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013б. № 1. Вып. 21. С. 9-16.
Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Викулина С.А. и др. Глубокое Охотоморское землетрясение 24.05.2013 г. с магнитудой МW=8.3 – сильнейшее сейсмическое событие у берегов Камчатки за период детальных сейсмологических наблюдений // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013в. № 1. Вып. 21. С. 17-24.
Berger J., Davis P., Ekstrom G. Ambient Earth Noise: A survey of the Global Seismographic Network // JGR. 2004. V. 109. P. 11307.
Lyubushin A.A. Multifractal Parameters of Low-Frequency Microseisms / V. de Rubeis et al. (eds.). Synchronization and Triggering: from Fracture to Earthquake Processes. GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences 1. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2010. Chapter 15. Р. 253-272.
Lyubushin A. Prognostic properties of low-frequency seismic noise // Natural Science. 2012. V. 4. № 8A. P. 659-666.
Lyubushin A. Spots of Seismic Danger Extracted by Properties of Low-Frequency Seismic Noise. European Geosciences Union General Assembly 2013. Vienna. 07-12 of April. 2013. Geophysical Research Abstracts. 2013. V. 15. EGU 2013-1614.
Lyubushin A. How soon would the next mega-earthquake occur in Japan // Natural Science. 2013. V. 5. № 8 A1. P. 1-7.
Lyubushin A.A. Dynamic estimate of seismic danger based on multifractal properties of low-frequency seismic noise // Natural Hazards. January 2014. V. 70. Iss. 1. Р. 471-483.
Lyubushin A., Kalab Z., Lednicka M. Statistical properties of seismic noise measured in underground spaces during seismic swarm // Acta Geodaetica et Geophysica. June 2014. V. 49. Iss. 2. Р. 209-224.
Lyubushin A., Yakovlev P. Properties of GPS noise at Japan islands before and after Tohoku mega-earthquake // SpringerPlus (Open Access Journal). 2014. 3:364 doi:10.1186/2193-1801-3-364.
Tanimoto T., J.Um, K.Nishida, and N.Kobayashi. Earth’s continuous oscillations observed on seismically quiet days // Geophys. Res. Lett. 1998. 25. P. 1553-1556.
Tanimoto T. Continuous Free Oscillations: Atmosphere-Solid Earth Coupling // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2001. 29:563//84.
Tanimoto T. The oceanic excitation hypothesis for the continuous oscillations of the Earth // Geophys. J. Int. 2005. 160:276//288.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.