«Развитие сети сейсмологических наблюдений и средств обработки и передачи данных в целях предупреждения о цунами» госрегистрации Руководитель темы Директор КФ ГС РАН канд. техн. наук В.Н. Чебров

Отчет содержит 82 страниц текста, 32 рисунка, 14 таблиц, 25 источников, 2 приложения. Отчет Камчатского филиала Геофизической службы РАН содержит результаты выполненных в гг. в рамках бюджетного финансирования научно-исследовательских работ по теме ( госрегистрации ) «Развитие сети сейсмологических наблюдений и средств обработки и передачи данных в целях предупреждения о цунами». Выполненные НИР сопряжены с работами при выполнении мероприятий ФЦП «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2010 г». Объектом исследования является сейсмическая подсистема службы предупреждения о цунами (СП СПЦ) Дальнего Востока России. Цель работы – повышение надежности и сокращение времени выпуска предупреждений о цунами на основе данных сейсмических наблюдений, техническое переоснащение и развитие сети сейсмологических наблюдений, создание программно-аппаратных комплексов для оценки цунамигенности землетрясений по сейсмическим данным в реальном масштабе времени.

Должность, ученая степеньФ.И.О.Глава, раздел Директор КФ ГС РАН, к.т.н.В.Н. Чебров.Введение, 1, 2, 3, 4, Заключение С.н.с. КФ ГС РАН, к.ф.-м.н.И.Р. Абубакиров1 С.н.с. КФ ГС РАНГ.М. Бахтиарова1 Н.с. КФ ГС РАНС.А Викулина1, 3 Зав.лаб. ИВиС ДВО РАН, Гл.н.с. КФ ГС РАН, д.ф.-м.н А.А. Гусев1, 2, 3 Гл.н.с. ИМВиМГ СО РАН, д.ф.-м.н.В.К. Гусяков1, 2, 3 Нач. группы КФ ГС РАНД.В. Дрознин1, 2 Н.с. КФ ГС РАНС.Я. Дрознина2 С.н.с. ГС РАН, к.т.н.Н.З. Захарченко 2 С.н.с. МИТП РАНА.В. Ландер1, 2 Уч.секретарь ГС РАН, к.т.н.В.Н. Мишаткин1, 2 С.н.с. ИВМиМГ СО РАН, к. ф.-м. н.О.К. Омельченко3 Зав. сектора КФ ГС РАНД.А. Ототюк3 С.н.с. КФ ГС РАН, к.ф.-м.н.В.М. Павлов1, 2 Вед. программист КФ ГС РАНЕ.А. Пантюхин1, 2 Нач. группы КФ ГС РАНВ.А. Сергеев1, 2 Зав.лаб. КФ ГС РАН, к.ф.-м. нА.Ю. Чеброва1, 2 Зав.лаб. КФ ГС РАН, к.ф.-м. нД.В. Чебров1, 2, 3, 4 С.н.с ИВиС ДВО РАНО.С. Чубарова1 Нач. группы КФ ГС РАНЮ.В. Шевченко2 Должность, ученая степеньФ.И.О.Глава, раздел Директор КФ ГС РАН, к.т.н.В.Н. Чебров.Введение, 1, 2, 3, 4, Заключение С.н.с. КФ ГС РАН, к.ф.-м.н.И.Р. Абубакиров1 С.н.с. КФ ГС РАНГ.М. Бахтиарова1 Список исполнителей

Рассмотрено научно-методическое обеспечение существующей ССН СПЦ. Обсуждаются разработанные и внедренные в эксплуатацию подходы и алгоритмы для оценки параметров землетрясений и оценки цунамигенности события. Основное внимание уделяется методам оценки координат и магнитуд землетрясений. Ошибка в оценке координат влечет за собой ошибки в определении магнитуды, а также ошибку в оценке цунами-потенциала события, как напрямую, так и опосредовано, через ошибку энергетических оценок. Собственные ошибки метода при оценке магнитуды приводят к ошибкам в оценке возможности возникновения цунами. Предполагается, что в большинстве случаев оценки координат производятся по сети станций. В то же время, специфика работы в СПЦ, которая определяется требованиями оперативности и надежности, подразумевает возможность оценки параметров землетрясения по минимальному количеству данных. Обсуждается проблема магнитуд в СПЦ. Описывается модернизированная шкала магнитуд по поверхностным волнам, которая в настоящее время предлагается в качестве опорной шкалы для целей прогноза цунами. Важнейшим вопросом в настоящее время остается вопрос сокращения временных затрат на производство тревоги.

Расмотрены принципы организации СП СПЦ, сеть специализированных станций

Логическая структура сервера сбора сейсмических данных

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИХ ОБРАБОТКИ Идентичные системы отображения данных и результатов их обработки построены на всех РИОЦ («Петропавловск», «Южно-Сахалинск» и «Владивосток»). На основе Web интерфейса, предоставляются следующие возможности для всех АРМ и пользователей СП СПЦ: Вывод по выбору экрана монитора сейсмической активности Камчатки, Дальнего Востока РФ, Сахалинской области, Приморского края и всего мира, Просмотр с целью контроля и анализа данных 4-х часовых сейсмограмм по каналам всех работающих в СП СПЦ сейсмических станций по выбору. Получение по запросу фрагмента данных по всем каналам всех работающих в СП СПЦ сейсмических станций по выбору или всех. Осуществление контроля состояния сейсмометрических каналов специализированных станций СП СПЦ. Предоставление результатов обработки землетрясений в виде таблиц базы данных с возможностью выбора данных по заданным критериям. Мониторинг состояния каналов передачи данных. Для хранения результатов обработки создана база данных под управлением СУБД PostgreSQL и Web- интерфейс доступа к ней, обеспечивающий: публикацию срочных донесений с удаленных рабочих мест и доступ к ним; выборка событий по различным критериям ; построение карт, в том числе и интерактивных; получение результатов обработки землетрясения; информационный монитор землетрясений Камчатки и Дальнего Востока в реальном времени; экспорт выборки из базы данных в различные форматы, в том числе и формат KML.

Основные характеристики системы сейсмологических наблюдений для СПЦ Был проведен анализ сейсмической подсистемы СПЦ для оценки точности определений параметров гипоцентров землетрясений по данным входящих в неё сетей в разных конфигурациях.

Количес тво станций в сети Состав сети Среднее доверительного радиуса эпицентра, км. Среднее доверительного интервала глубины, км. По зоне По региону По зоне По региону 5ОЦС ОЦС+ВЦС ОЦС+ВЦС+IRIS ОЦС+ПРСД ОЦС+ВП ОЦС+ВЦС+ПРСД ОЦС+ВП+ВЦС ОЦС+ВЦС+ПРСД+РС ОЦС+ВП+ВЦС+IRIS ОЦС+ВП+ПРСД ОЦС+ВП+ВЦС+ПРСД ОЦС+ВП+ВЦС+ПРСД+РС ОЦС+ВП+ВЦС+ПРСД+IRIS ОЦС+ВП+ВЦС+ПРСД+РС+IRIS Зависимость средних по зоне и области доверительных радиуса эпицентра и интервала глубины от количества станций в сети Выполненные расчеты по точности оценок координат и глубины землетрясений в зависимости от конфигурации сети сейсмических станций позволяют сделать ряд выводов: сеть сейсмических станций, данные которых используются при оценке цунамигенного потенциала землетрясений, обеспечивает удовлетворительные точности оценок координат эпицентров очагов в Курило-Камчатской сейсмогенной зоне и не удовлетворительные по районам Японского и Охотского морей; необходимо развитие сетей сейсмических станций на Курильских островах и в материковой части Приморского и Хабаровского краев.

Оценка координат в оперативном режиме на РИОЦ «Петропавловск» Гистограмма распределения расхождения в оценке координат по данным сейсмического агентства NEIC и РИОЦ «Петропавловск» в оперативном режиме Гистограмма распределения расхождения в оценке координат по данным Службы срочных донесений ГС РАН (г. Обнинск) и РИОЦ «Петропавловск» в оперативном режиме

Сейсмическое агентство[dΔ] 0.5 dQ[dΔ] 0.9 [dΔ] 0.95 N NEIC ГС РАН Параметры распределения расхождения оценок координат РИОЦ «Петропавловск», произведенных в оперативном режиме, и другими сейсмическими агентствами Гистограмма распределения расхождения оценки магнитуды по поверхностным волнам по данным NEIC (стандартная шкала M S ) и оценок РИОЦ «Петропавловск» (шакала M S (20R)). Обработка в оперативном режиме Гистограмма распределения расхождения оценки магнитуды по поверхностным волнам по данным NEIC (стандартная шкала M S ) и оценок РИОЦ «Петропавловск» (шакала M S (20R)). Обработка в отложенном режиме оценки магнитуды M S (20R) в оперативном режиме на РИОЦ «Петропавловск»

Сейсмическое агентство (шкала магнитуд) [dM S ] 0.5 [dM S ] 0.05 [dM S ] 0.95 dQN NEIC (M S ) ГС РАН (M S ) РИОЦ «Петропавловск» (M S ) Параметры распределения расхождения оценок магнитуд M S, произведенных РИОЦ «Петропавловск» в оперативном режиме, и другими сейсмическими агентствами

Время реакции СП СПЦ по результатам работы РИОЦ «Петропавловск » Гистограмма распределения времени реакции СП СПЦ на землетрясения в 200- километровой зоне за 2011 год (оценки РИОЦ «Петропавловск») Область выборки [] 0.5 dQ[] 0.9 [] 0.95 N Весь Мир км. зона Дальняя зона Параметры распределения времени реакции РИОЦ «Петропавловск» в зависимости от местоположения эпицентра Проведена оценка эффективности СП СПЦ в зависимости от ошибок оценок магнитуды

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НИР Дан краткий обзор научно-методических основ предупреждения о цунами по данным сейсмологических наблюдений, включая методы оценки параметров землетрясений, развитие магнитудной шкалы по поверхностным волнам, основанной на 20-секундных периодах. Рассмотрены методы принятия решения о возможности цунами и возможности сокращения времени принятия решения. Приведены сведения о разработанной в КФ ГС РАН базе данных цифровых записей сильных землетрясений Дальнего Востока России, Разработаны и внедрены в эксплуатацию технические и программные средства, обеспечивающие развитие сети сейсмологических наблюдений и средств обработки и передачи данных в целях предупреждения о цунами (ССН СПЦ). Рассмотрены принципы организации ССН СПЦ, описывается система наблюдений, система передачи данных и система обработки данных, которая состоит из региональных информационно-обрабатывающих центров. Отличительной особенностью разработанной ССН СПЦ является многократное резервирование всех важнейших звеньев.

Рассмотрены расчетные и фактические характеристики Системы. При сравнении оценок координат землетрясений, полученных в автоматизированном режиме на уровне ИОЦ СП СПЦ, с координатами каталогов КФ ГС РАН, Обнинска и NEIC среднее расхождение составляет порядка 0.3 дуги большого круга (~33 км). Средняя ошибка оценок магнитуд (исключая систематическую ошибку), которая наблюдалась в ходе эксплуатации ССН СПЦ в рамках действующих регламентов СПЦ, не превышала 0.3 единицы магнитуд. Внедрение в ССН СПЦ новых технических средствами, технологий оценки параметров землетрясений и принятия решения о возможности цунами создают условия для пересмотра регламентов работы в службе предупреждения о цунами. Результаты НИР обеспечивают уменьшение времени задержки на оповещение населения о возможности цунами, повышение защищенности от воздействия цунами населенных пунктов Камчатки, Курильских островов, острова Сахалин, Приморского края, снижение числа ложных тревог, снижение сейсмических рисков.

СПАСИБО!