РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКИ СТАНЦИЙ МСМ В РЕГИОНЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ ПО ДАННЫМ ЕСТЕСТВЕННОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ СУЗДАЛЬ, сентябрь 2007 О. Кедров, Г. Соболев, Э. Кедров, Н. Сергеева, Л. Забаринская

2 существующие методы идентификации взрывов для районов, где они не проводились. В работах [Кедров О.К., Люкэ Е.И. и др., 2001; Кедров О.К ; Кедров О.К., Кедров Э.О., 2003] предложен метод динамической калибровки (МДК) параметров идентификации взрывов и землетрясений, позволяющий адаптировать существующие методы идентификации взрывов для районов, где они не проводились. Практически единственно возможный путь решения этой задачи связан с калибровкой трасс источник-станция в таких районах. Практически единственно возможный путь решения этой задачи связан с калибровкой трасс источник-станция в таких районах. Калибровка с использованием специальных химических подземных взрывов является трудно реализуемым способом, требующем большого времени и значительных финансовых затрат. Калибровка с использованием специальных химических подземных взрывов является трудно реализуемым способом, требующем большого времени и значительных финансовых затрат. В докладе рассматривается метод динамической калибровки, не требующий проведения специальных взрывов, применен для анализа ряда станций Международной системы мониторинга (МСМ) в регионе Центральной Азии. В докладе рассматривается метод динамической калибровки, не требующий проведения специальных взрывов, применен для анализа ряда станций Международной системы мониторинга (МСМ) в регионе Центральной Азии.

3 Расположение станций (-1), испытательных полигонов ( -2), эпицентров МЯВ ( -3) и землетрясений (M-4 и -5), которые рассматривались в регионе Евразии и Центральной Азии Идентификация взрывов и землетрясений в Евразии

4 G 1,2 = lg[S 1 ( )/S 2 (1.3–3.0 Hz)], G 1,2 = lg[S 1 ( )/S 2 (1.3–3.0 Hz)], G 1,3 = lg[S 1 ( )/S 3 (3.0–6.0 Hz)]. G 1,3 = lg[S 1 ( )/S 3 (3.0–6.0 Hz)]. Отношение сумм S спектральных амплитуд A i волн P в полосах , и Гц D(S/P ) = lg(S/P) – a m m b – b lg, D(LR/P ) = lg(LR/P) – a m m b – b lg, D(G 1,2 ) = lgS 1 – a m1 m b – lgS 2 + a m2 m b – b lg, D(G 1,3 ) = lgS 1 – a m1 m b – lgS 3 + a m3 m b – b lg, a m, a m1, a m2, a m3, b – регрессионные коэффициенты зависимости параметров от m b и. lg(S/P) и lg(LR/P)- отношение макс. амплитуд в S, P и LR ПАРАМЕТРЫ СИГНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ ПАРАМЕТРЫ ИДЕНИТФИКАЦИИ В ЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЯВЛЕНИЯ: ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЯВЛЕНИЯ:

5 Гистограммы дискриминантов D(S/P), D(LR/P), D(G 1,2 ) и D(G 1,3 ) для взрывов (красная) и землетрясений (бесцветная) и соответствующие функции частных условных вероятностей P ij для региона Евразии 0,5-1,5 тыс. км1,5-4 тыс. км0,5-1,5 тыс. км1,5-4 тыс. км 0,5-4 тыс. км D(S/P)D(S/P)D(S/P)D(S/P) D(S/P)D(S/P)D(S/P)D(S/P) D(LR/P) D(G1,2) D(G1,3) 0,5-4 тыс. км b =-2.15 b =-0.95 b =-0.83 b =-0.98 b =1.21 b = ,5-4 тыс. км

6 ОБОСНОВАНИЕ МДК С целью обоснования МДК рассмотрены два района, в которых проводились взрывы и имелись данные по землетрясениям: 1 - Центральная Азия (взрывы в Индии и Пакистане, зарегистрированные на станциях сети IRIS); 2 - Северная Америка (взрывы на НИП, зарегистрированные на станциях США); В качестве базового в работе выбран район Евразии, для которого имеются большие выборки взрывов и землетрясений

7 ab D(G1,2) b =1.29 для ИР для ИР b =1.60 b =1.21 b =1.21 для БР для БР b =1.21 Центральная Азия Северная Америка 1 (красный) и 2 (черный) - ПЯВ и земл. в БР; 3 (зеленый) и 4 (синий) - ПЯВ и землятресений в ИР.

8 Блок-схема алгоритма динамической калибровки станций МСМ и идентификации явлений в районах без предыстории ядерных испытаний

9 Калибровка дискриминантов на cт. MKAR из р-на на С-З Китая; (N = 109) 1 – ПЯВ и 2–земл. в БР; 3 – земл.(Китай)–калибровка по БР; 4 – земл. (Китай) – клибровка по b для Китая; 5 – расчет по данным из бюллетеня SEB в МЦД (N = 80) D ( S/P ) , D ( G 1,2) 1 2 N = 109 b = D ( LR/P ) D ( G 1,3)

10 Применение МДК для калибровки ряда районов Центральной Азии по данным регистрации землетрясений на станциях BVAR, MKAR, CMAR ASF и EIL

11 Сейсмические события, зарегистрированные в 2002 г BVAR MKAR CMAR ASF EIL

12 Трассы источник–станция и оценки коэффициентов b Δ для дискриминантов D(S/P), D(LR/P), D(G1,2) и D(G1,3), полученных на станциях BVAR, CMAR, EIL, ASF и MKAR относительно районов / 1 – 4 BVAR BVAR BVAR ASF EIL-3 b (G 1,2 )= 1.45 b (G 1,3 )= 2.51 b (S/P)= b (LR/P)= N = 168 MKAR MKAR MKAR CMAR

13 Зависимость величины b от условий распространения сигналов на различных трассах источник-станция 1.Коэффициент b Δ варьируют в зависимости от геолого-тектонических условий распространения сигналов на разных трассах 2.Для близких по условиям распространения трасс оценки b Δ сопоставимы и такие трассы допустимо объединять 3. При проведении идентификации сигналов для новой трассы источник-станция, но проходящей близко от уже откалиброванных трасс, допустимо в качестве первого приближения использовать значения b Δ, по откалиброванным трассам

14 Связь между условиями распространения сигналов и величиной калибровочных коэффициентов b Δ на трассах из Ирана до ASF + EIL и до BVAR + MKAR

15 Эффективность идентификации сигналов природного происхождения на станциях MKAR, CMAR, ASF, EIL и BRVK % - 1 зона 0.5 – 1.5 тыс. км - 2 зона 1.5 – 4 тыс. км

16 Результаты идентификации ПЯВ и по записям станций BRVK и MAKZ (IRIS), с использованием коэффициентов b, полученным по выборкам землетрясений на станциях BVAR и MKAR (MCM) из района 4 (полигоны Индии и Пакистана)

17 Выводы 1.Разработан алгоритм и исследовательская программа для проведения динамической калибровки сейсмических станций МСМ в районах, где не проводились ядерные взрывы на основе данных только по землетрясениям 2. С использованием МДК произведена калибровка пяти станций МСМ (ASF, EIL, BVAR, MKAR и CMAR) относительно четырех районов в пределах Центральной Азии и идентификация сигналов природного происхождения в этих районах, имеющая эффективность в среднем порядка 95%. 3. Проведено независимое тестирование МДК с использованием записей взрывов в Индии ( г.) и в Пакистане ( г.) на станциях BRVK и MAKZ сети IRIS, которые расположены практически в тех же пунктах, что и станции МСМ (BVAR и MKAR) и имеют однотипное с ними по АЧХ оборудование. Результаты данного тестирования подтвердили правомерность предложенного метода калибровки станций.

18 4. На примере станций EIL и ASF, имеющих близкие трассы распространения сигналов из эпицентральной зоны в Иране, показано, что калибровочные коэффициенты b Δ для всех дискриминантов оказываются сравнимыми, что свидетельствует о наличии связи между строением среды на пути сигналов от источника до станции и величиной затухания дискриминантов. 5. Полученные результаты по разработке метода и алгоритма калибровки сейсмических станций МСМ приняты для внедрения в Национальном центре данных РФ и будут использованы в оперативной работе при контроле Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Выводы