Создание информационной системы автоматической оценки сейсмической опасности после сильных землетрясений по данным геофизического мониторинга

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 16-17-00093

НазваниеСоздание информационной системы автоматической оценки сейсмической опасности после сильных землетрясений по данным геофизического мониторинга

Руководитель Шебалин Петр Николаевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской академии наук (ИТПЗ РАН) , г Москва

Конкурс №11 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований» (11)

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-402 - Механизмы возникновения землетрясений, очаг, предвестники землетрясений

Ключевые слова Информационная система, сейсмическая, опасность, прогнозирование, сильные афтершоки, пространственное распределение, предвестники, вероятность.

Код ГРНТИ37.31.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В результате выполнения проекта будет создана автоматизированная система алгоритмического оценивания сейсмической опасности возникновения разрушительных повторных толчков после сильных землетрясений, оценивания наиболее вероятной области их проявления, времени, в течение которого будет сохраняться опасность, максимальной силы толчков. Эта система сможет быть установлена для использования в региональных центрах сейсмического и геофизического мониторинга с целью оперативной выработки четких и быстрых рекомендаций для органов местной власти, МЧС и др. для принятия ими решений по эвакуации населения, рекомендациям покинуть на определенный период здания и сооружения, по остановке и возобновлению работы транспорта, энергетических объектов, объектов опасного производства и т.д., а также по своевременной отмене указанных мер. Актуальность поставленной задачи обусловлена тем, что используемые в настоящее время практически во всех странах экспертные оценки ожидаемых рисков после сильных землетрясений, обладают рядом критических недостатков. Это, прежде всего, невозможность оперативных действий (необходимо время на контакты с экспертами, на отбор ими поступающей информации и ее ручную обработку). Также неизбежной является недостаточная объективность экспертных оценок, что дополнительно осложняет их практическое применение. Автоматизированная система оценивания риска разрушительных повторных толчков позволит многократно ускорить выработку рекомендаций для принятия оперативных решений, а также позволит сделать эту процедуру максимально объективной. В совокупности это даст эффективный инструмент для уменьшения последствий сильных землетрясений. Задача оценивания сейсмической опасности возникновения разрушительного повторного толчка является настолько очевидной, что, казалось бы, является не новой. Вместе с тем, на сегодня ни в одном из центров сейсмического мониторинга в мире нет действующего эффективного алгоритма такого оценивания. Таким образом, научная новизна данного проекта состоит в создании автоматизированной системы, не имеющей аналогов в мире. Получаемые результаты будут базироваться на вероятностных оценках интенсивности афтершоков в заданных области, интервале времени и магнитудном диапазоне. Вместе с тем, для практических целей оценки сейсмической опасности важна не вероятность возникновения землетрясения, а критерий необходимости принятия каких-либо мер для снижения ущерба; оценка вероятности возникновения толчков заданной силы - это лишь часть проблемы. Выработка таких критериев с учетом вероятностных оценок и с привлечением дополнительной информации составляет одну из центральных частей заявляемого проекта. Критерии будут адаптированы к конкретным региональным условиям. Система будет также предусматривать возможность градаций рекомендуемого уровня тревоги в зависимости от заданных значений вероятности ложной тревоги или вероятности пропуска цели. Конечная цель создания автоматизированной информационной системы состоит в быстром предоставлении информации и рекомендаций, с помощью которых местные власти, МЧС и другие компетентные органы смогут принимать оперативные решения. Другая особенность проекта - комплексный анализ различных геофизических данных. При оценивании вероятности повторных толчков главный источник, как правило, - это сейсмические данные. Именно на анализе сейсмических данных основаны все уже имеющиеся методические наработки участников коллектива. Вместе с тем, хорошо известно, что процесс релаксации напряжений в очаге после сильных землетрясений не является монотонным. Причиной может являться влияние внешних факторов, таких как приливные воздействия. В задачу проекта входит подготовка полного перечня возможных факторов, количественное оценивание влияния этих факторов на интенсивность афтершокового процесса. Полученные соотношения для существенных факторов будут включены в автоматизированную систему в качестве отдельных модулей. Планируемая автоматизированная система будет основана на принципах: 1) модульность (предполагает, что программная реализация каждого алгоритма будет выполняться отдельным модулем); 2) масштабируемость (проявляется в программной реализации возможности добавления новых сейсмоопасных районов); 3) наглядность (представление результатов прогнозирования будет реализовано посредством WEB-интерфейса, который будет отображать прогноз развития афтершоковой активности в удобном для пользователя виде, позволяющим давать рекомендации органам МЧС по уточнению оценки возможного ущерба и уменьшению последствий от землетрясений); 4) доступность (на основе использования WEB технологий пользователь, имеющий права доступа через пароль, может получать информацию о развитии афтершокового процесса и результатах его анализа в любой точке мира, имеющей доступ в Интернет).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Баранов А.А., Баранов С.В., Шебалин П.Н. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОРСКИХ ПРИЛИВОВ НА АКТИВНОСТЬ АФТЕРШОКОВ В РАЙОНЕ КАМЧАТКИ Journal of Volcanology and Seismology, MAIK NAUKA/Springer (год публикации - 2018)

2. Шебалин П.Н., Баранов С.В., Дзебоев Б.А. The Law of the Repeatability of the Number of Aftershocks Doklady Earth Sciences, V.481. Issue 1. P.963-966 (год публикации - 2018)
10.1134/S1028334X18070280

3. Баранов С.В., Шебалин П.Н. Forecasting Aftershock Activity: 3. Båth’s Dynamic Law Izvestiya, Physics of the Solid Earth, Vol. 54, No. 6, p. 926–932 (год публикации - 2018)
10.1134/S1069351318060022

4. Шебалин П.Н. Математические методы анализа и прогноза афтершоков землетрясений: необходимость смены парадигмы Чебышевский сборник, Т. 19, № 4, С. 227-242 (год публикации - 2018)
10.22405/2226-8383-2018-19-4-227-242

5. Кособоков В.Г., Некрасова А.К. Characterizing Aftershock Sequences of the Recent Strong Earthquakes in New Zealand Pure and Applied Geophysics (год публикации - 2018)
10.1007/s00024-018-2071-y

6. Баранов С.В., Павленко В.А., Шебалин П.Н. О прогнозировании афтершоковой активности. 4. Оценка максимальной магнитуды последующих афтершоков. Физика Земли (год публикации - 2019)

7. Шебалин П.Н., Баранов С.В. О прогнозировании афтершоковой активности. 5. Оценка длительности опасного периода Физика Земли (год публикации - 2019)

8. Баранов С.В.,Шебалин П.Н. Глобальная статистика афтершоков сильных землетрясений: независимость времен и магнитуд Вулканология и сейсмология (год публикации - 2019)

9. Баранов С.В.,Шебалин П.Н. Динамический закон Бота Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных Материалы XIII Международной сейсмологической школы, ФИЦ ЕГС РАН, Обнинск, С. 52-55 (год публикации - 2018)

10. Коссобоков В.Г., Некрасова А.К Characterizing Aftershock Sequences of the Recent Strong Earthquakes in Central Italy Pure and Applied Geophysics, Springer Basel AG (год публикации - 2017)
10.1007/s00024-017-1624-9

11. Шебалин П.Н., Баранов С.В. Long-Delayed Aftershocks in New Zealand and the 2016 M7.8 Kaikoura Earthquake Pure and Applied Geophysics, Springer Basel AG (год публикации - 2017)
10.1007/s00024-017-1608-9

12. Шебалин П.Н., Нарто К. Depth dependent stress revealed by aftershocks Nature Communications, Nature Publishing Group, London (год публикации - 2017)
10.1038/s41467-017-01446-y

13. Шебалин П.Н., Баранов С.В. ЭКСПРЕСС ОЦЕНИВАНИЕ ОПАСНОСТИ СИЛЬНЫХ АФТЕРШОКОВ РАЙОНА КАМЧАТКИ И КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ Вулканология и сейсмология (год публикации - 2017)

14. Некрасова А.К., Кособоков В.Г. EARTHQUAKE HAZARD AND RISK ASSESSMENT BASED ON UNIFIED SCALING LAW FOR EARTHQUAKES THE GREATER CAUCASUS AND CRIMEA ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГЕОИНФОРМАТИКЕ: ТРУДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ЦЕНТРА РАН, Том: 4, Номер: 2, Страницы: 92 (год публикации - 2016)
10.2205/2016BS08Sochi

15. Шебалин П.Н., Баранов С.В., Дзебоев Б.А., Некрасова А.К. SEISMIC HAZARD FROM AFTERSHOCKS OF LARGE EARTHQUAKES ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГЕОИНФОРМАТИКЕ: ТРУДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ЦЕНТРА РАН. Из-во: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геофизический центр Российской академии наук (Москва), VOL.4, BS4002. P. 13. doi:10.2205/2016BS02Sochi, 2016 (год публикации - 2016)
10.2205/2016BS02Sochi

16. Баранов С.В.,Шебалин П.Н. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОЦЕНИВАНИЯ ОПАСНОСТИ АФТЕРШОКОВ Шестая научно-техническая конференция "Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России" 1 - 7 октября 2017 г. г.Петропавловск-Камчатский, Камчатский филиал ФИЦ ЕГС РАН, 2017 (год публикации - 2017)

17. Воробьева И., Шебалин П., Нарто К. Break of slope in earthquake size distribution and creep rate along the San Andreas Fault system Geophysical Research Letters, Volume: 43 Issue: 13 Pages: 6869-6875 (год публикации - 2016)
10.1002/2016GL069636

18. Шебалин П.Н., Баранов С.В. ПРОБЛЕМА ПРОГНОЗА СИЛЬНЫХ АФТЕРШОКОВ X МЕЖДУНАРОДНАЯ ШКОЛА-СЕМИНАР "ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД" (год публикации - 2016)

19. Шебалин П.Н., Баранов С.В. Operative Forecasting of the hazard from aftershocks of Large Earthquakes General Assembly of the European Seismological Commission, ESC2016-536, 2016 (год публикации - 2016)

20. Шебалин П.Н., Баранов С.В., Дзебоев Б.А. СЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ ОТ АФТЕРШОКОВ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ: ЗАДАЧА И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ 1-ая Международная конференция "Проблемы совершенствования сейсмической шкалы интенсивности", 25-27 октября 2016 г, Гюмри, Армения. Тезисы Докладов (год публикации - 2016)

21. Баранов С.В., Шебалин П.Н. О ПРОГНОЗИРОВАНИИ АФТЕРШОКОВОЙ АКТИВНОСТИ. 2. ОЦЕНКА ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИЛЬНЫХ АФТЕРШОКОВ Физика Земли, №2, С.1-19 (год публикации - 2017)
10.7868/S0002333717020028

22. Шебалин П.Н., Нарто К. ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ОЧАГА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ АФТЕРШОКОВЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ X МЕЖДУНАРОДНАЯ ШКОЛА-СЕМИНАР «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД», С.85-86 (год публикации - 2016)

23. Шебалин П.Н., Баранов С.В. Applying Error Diagram for Evaluating Spatial Forecasting Model of Large Aftershocks Geophysical Research Abstracts, Vol. 18, EGU2016-6615, 2016 EGU General Assembly 2016 (год публикации - 2016)

Публикации