У статті розглянуті статистичні зв'язку енергетичного класу землетрусів Тянь-Шаню за даними сейсмологічних служб Киргизстану і Казахстану з магнітудою по об'ємним хвилям, певних сейсмологічними службами Китаю (ВJI), Міжнародного сейсмологічного центру (ISC) і Росії (MOS). Встановлено кореляційні співвідношення, що дозволяють перейти від шкали енергетичного класу до загальносвітової магнітудной шкалою класифікації землетрусів Тяньшань.

Анотація наукової статті з наук про Землю і суміжних екологічних наук, автор наукової роботи - Мамиров Ернес, Абдрахматов Канатбек Ермековіч, Берьозіна Анна Вікторівна


CORRELATION OF ENERGY CLASS WITH A MAGNITUDE OF BODY WAVES FOR THE TIEN SHAN EARTHQUAKES

The statistical relationships of energy class of the Tien Shan earthquakes according to Seismological Services of Kyrgyzstan and Kazakhstan with a magnitude of body-waves identified by the China Seismological Service (BJI), the International Seismological Center (ISC) and Russian Geophysical Service (MOS) are considered in the paper. Correlation ratios of energy class to the global magnitude scale for the Tien Shan earthquakes are determined.


Область наук:
  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки
  • Рік видавництва діє до: 2014
    Журнал
    Вісник Інституту сейсмології Національної академії наук Киргизької Республіки
    Наукова стаття на тему 'КОРЕЛЯЦІЙНІ ЗАЛЕЖНО ЕНЕРГЕТИЧНОГО КЛАСУ ВІД магнітуд за об'ємний хвиля землетрусів ТЯНЬ-Шаню'

    Текст наукової роботи на тему «КОРЕЛЯЦІЙНІ ЗАЛЕЖНО ЕНЕРГЕТИЧНОГО КЛАСУ ВІД магнітуд за об'ємний хвиля землетрусів ТЯНЬ-Шаню»

    ?УДК 550.348. Мамиров Е., Абдрахматов К.Є., Берьозіна А.В.

    Інститут сейсмології НАН КР, г.Бишкек, Киргизстан

    КОРЕЛЯЦІЙНІ ЗАЛЕЖНО ЕНЕРГЕТИЧНОГО КЛАСУ ВІД магнітуд за об'ємний хвиля землетрусів

    ТЯНЬ-Шаню

    Анотація: В статті розглянуті статистичні зв'язку енергетичного класу землетрусів Тянь-Шаню за даними сейсмологічних служб Киргизстану і Казахстану з магнітудою по об'ємним хвилям, певних сейсмологічними службами Китаю (BJI), Міжнародного сейсмологічного центру (ISC) і Росії (MOS). Встановлено кореляційні співвідношення, що дозволяють перейти від шкали енергетичного класу до загальносвітової магнітудной шкалою класифікації землетрусів Тянь- Шаня.

    Ключові слова: енергетичний клас, магнітуда, кореляція, землетрус.

    ТЯНЬ-ШАНЬ ТООЛОРУНУН Жер ТІТІРЕЕУУЛЕРУНУН ЕНЕРГЕТІКАЛИК КЛАССТАР трансформаційних змін КЕЛЕМДУК ТОЛКУНДОР МАГНІТУДАСИ трансформаційних змін БАЙЛАНИШИ

    Кискача мазмуну: Макалада Киргизстан жана Казахстан сейсмологіялик кизматтаринин Тянь-Шань тоолорунун жер тітірeeлeрYHYн енергетікалик класстари черезтрансформаційних кeлeмдYк толкундар магнітудасинин Кітайдин (BJI), Россіянин (MOS) жана Ел аралик сейсмологіялик борборунун (ISC) статістікалик байлаништари каралган. ІзілдeeнYн негізінде корреляціялик формуларар аникталган жана Алар Тянь-Шань жер тітірeeлeрYHYн енергетікалик класстан ел аралик магнітуда классіфікаціясина eтYYгe жол ачат.

    Туйундуу сездер: енергетікалик клас, магнітуда, кореляція, жер тітірee.

    CORRELATION OF ENERGY CLASS WITH A MAGNITUDE OF BODY WAVES FOR THE TIEN SHAN EARTHQUAKES

    Abstract: The statistical relationships of energy class of the Tien Shan earthquakes according to Seismological Services of Kyrgyzstan and Kazakhstan with a magnitude of body-waves identified by the China Seismological Service (BJI), the International Seismological Center (ISC) and Russian Geophysical Service ( MOS) are considered in the paper. Correlation ratios of energy class to the global magnitude scale for the Tien Shan earthquakes are determined.

    Keywords: energy class, magnitude, correlation, earthquake.

    У практиці визначення кількісних масштабів землетрусів Тянь-Шаню використовуються різні абсолютні і відносні шкали. В даний час найбільшого поширення при визначенні величини землетрусів Центральної Азії на регіональних відстанях отримала шкала енергетичних класів Kr (Kr = lgER, Er-енергія сейсмічних хвиль, Дж), введена Т.Г. Раутиан [1], а також магнітуди за об'ємним хвилям mb [2-3]. При цьому в масовому порядку величини Kr землетрусів визначаються тільки сейсмологічними службами Казахстану і Киргизстану, а значення mb вимірюються (крім вищеназваних країн з 2002 р) сейсмологічними службами Китаю (BJI), Росії (MOS), Європейського Союзу (IDC), Гарвардського університету США (HRV), Геологічної

    служби США (NEIC) і Міжнародного сейсмологічного центру (ISC), які публікуються в бюлетенях ISC через Інтернет в реальному масштабі часу.

    Різнорідність використовуваної апаратури і методів розрахунків розглянутих параметрів в багатьох випадках ускладнюють аналіз сейсмічного режиму регіону. Особливі труднощі виникають при використанні матеріалів за різні періоди часу, складених різними службами і центрами обробки [3], а також при переході від шкали енергетичного класу до магнітудной шкалою. У зв'язку з вищесказаним в даній роботі зроблена перша спроба встановлення статистичних зв'язків KR землетрусів Тянь-Шаню за даними сейсмологічних служб Киргизстану (KRNET) і Казахстану (NNC, Національний ядерний центр), взаємозв'язку KR зі значеннями mb по ISC, BJI і MOS, а також фізичного обгрунтування отриманих емпіричних співвідношень.

    В основу вихідних даних по KR (KRNET) покладено банк сейсмологічних даних Інституту сейсмології НАН КР за 2000-2013 рр. із землетрусів Тянь-Шаню (N = 977, N-число подій) в межах координат ф = 39.0 ° - 43.5 ° 69 ° - 81 ° в інтервалі KR = 7-16. Для розширення інтервалу Kr використані також величини Kr по сильних землетрусів 1997 г. (N = 46), а також параметри руйнівного Суусамирского землетрусу 19 серпня 1992 р.

    За [1, 3-6] значення KR землетрусів визначаються за сумою максимальних амплітуд (AP) P і S (AS) - хвиль по потоку сейсмічної енергії через референц-сферу стандартного радіуса (rR = 10 км) за допомогою номограм з точністю ± 0.3 . В даний час розрахунок KR здійснюється за формулою [7]:

    Kr = 1.8 lg (AP + AS) + o2 (A), (1)

    де AP - амплітуда Р - хвиль на каналі приладу СКМ, в 10-6 м;

    AS - максимальна амплітуда S - хвиль на каналі приладу СКМ, в 10-6 м; О2 (A) -калібровочная функція, що залежить від епіцентральним відстані A (км). Дослідженнями Інституту сейсмології НАН КР було доведено, що між величиною KR і lg EGR = KGR (Egr - енергія сейсмічних хвиль по Гутенбергу - Ріхтером, в ДЖ) існує наступна емпірична залежність [8]:

    Kr = Kgr + 0.66. (2)

    Магнітуда mb по об'ємним хвилям є важливою шкалою оцінки масштабів корови землетрусів і заснована на змінах амплітуди телесейсмічної об'ємних хвиль. Вона визначається за формулою [9]: ть = ^ (А / Т) + Q, (3)

    де Q- функція епіцентральним відстані і глибини вогнища, емпіріческіопределенная Гутенбергом і Ріхтером для виключення впливу шляху на спостережувану амплітуду; А / Т-це максимум в одній з хвильових груп Р, РР або SH; А - амплітуда в 10-6 м ;, Т - період, в с.

    На малюнку 1 представлена ​​кореляційна залежність енергетичного класу KR по NNC від KR по KRNET для одних і тих же землетрусів Тянь-Шаню, яка виражається наступною емпіричною формулою (r - коефіцієнт кореляції):

    Kr (NNC) = 1.01 (± 0.03) Kr (KRNET) - 0.39 (± 0.05). (4)

    Судячи з високим значенням коефіцієнта кореляції r = 0.93 між енергетичним класом одних і тих подій за даними сейсмологічних служб Киргизстану і Казахстану, можна зробити висновок про те, що між цими даними існує тісна залежність. Такий висновок дозволяє від Kr за даними KRNET перейти до Kr по NNC. При цьому для одних і тих же землетрусів величини Kr по NNC нижче, ніж Kr по KRNET на 0.2-0.3 одиниці енергетичного класу (малюнок 1), а для первинної оцінки масштабів подій можна прийняти: Kr (KRNET) ~ Kr (NNC) відповідно з можливою точністю визначення величини Kr по [3].

    Kr (KRNET)

    Малюнок 1. Залежність KR (NNC) від KR (KRNET) для землетрусів Тянь-Шаню: Kr (NNC) = 1.01 (± 0.03) Kr (KRNET) - 0.39 (± 0.05), N = 571, r = 0.93.

    Кореляційні залежності магнітуди за об'ємним хвилям ть по ISC, BJI і MOS від KR для землетрусів Тянь-Шаню за даними Інституту сейсмології НАН КР (KRNET) показані на рисунок 2, на якому наведені параметри емпіричних залежностей ть по ISC, BJI і MOS від KR ( малюнок 2). На цих же графіках пунктирною лінією показана теоретична залежність модернізованої магнітуди за об'ємним хвилям тьт від KR для землетрусів Тянь-Шаню [8]:

    тьт = 0.42 Kr - 0.39, (5)

    яка знаходиться в хорошому злагоді з емпіричним співвідношенням [4-5]:

    ть = 0.45 Kr - 0.76, (6)

    характерного для землетрусів Центральної Азії в інтервалі Kr = 9.0 - 15.0.

    З представлених даних випливає, що, незважаючи на деякі відмінності в лінійних співвідношеннях ть (ISC, BJI, MOS) і Kr, між цими параметрами відзначаються тісні статистичні залежності і теоретичне вираз (4) задовільно описує зміни ть з ростом Kr (рисунок 2); при цьому найкраща відповідність між статистичної та розрахункової ть при збільшенні Kr характерно для даних ть по (ISC) з коефіцієнтом кореляції r = 0.82, а за даними сейсмічної служби Китаю (BJI) при Kr> 14.0 спостерігається занижені значення ть, ніж розрахункові і дані по ISC і MOS (рисунок 2).

    Вищевказані статистичні залежності ть (ISC, BJI, MOS) від Kr характерні і за даними сейсмологічної служби Казахстану (NNC), які наведені на малюнку 3.

    Таким чином, результати наших досліджень, виконаних вперше для землетрусів Тянь-Шаню за 2000-2013 рр., Підтверджують функціональну залежність магнітуди за об'ємним хвилям, ть від енергетичного класу Kr і дозволяють перейти від магнітудной шкали до шкали Kr.

    7 6

    про 5

    4 3

    mb = 0,36 (± 0,02) KR + 0,29 (± 0,02)

    r = 0,82 N = 471

    7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

    KR (KRNET)

    7 6

    (Л Про

    4 3

    ть = 3,34 (± (3,02) K R + 0,8 9 (± 0,0 2)? 0 ^ о про __ ^ * > «« •

    < > Про о. про 00

    про ОЦ про&щтщШтЕ&^ О »» ЦИТЬ »« <> Т Г = 0, 80 90

    <<• » <<• N = ^

    8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

    KR (KRNET)

    Малюнок 2. Кореляційні залежності магнітуди ш по ISC, BJI і MOS від Kr по KRNET для землетрусів Тянь-Шаню; пунктирною лінією показана теоретична залежність шьш = 0.42 Kr - 0.39; суцільною лінією показані кореляційні залежності, N - число даних, г - коефіцієнт кореляції.

    5

    Малюнок 3. Кореляційні залежності магнітуди mb по ISC, BJI і MOS від KR за даними сейсмологічної служби Казахстану (NNC) для землетрусів Тянь-Шаню; пунктирною лінією показана теоретична залежність mbm = 0.42 KR - 0.39; суцільною лінією показані кореляційні залежності, N - число даних, г - коефіцієнт кореляції.

    висновки

    1. Порівняльний аналіз багаторічних даних по визначенню енергетичного класу землетрусів Тянь-Шаню, виконуваних сейсмологічними службами Киргизстану і Казахстану, показав, що величини Kr для одних і тих же подій збігаються між собою.

    2. Магнітуда по об'ємним хвилям ть, яка вимірюється Міжнародним сейсмологічних центром (ISC), сейсмологічними службами Росії (MOS) і Китаю (BJI) для землетрусів Тянь-Шаню, тісно взаємопов'язана з енергетичним класом KR.

    3. Отримані емпіричні співвідношення між параметрами вогнищ, що мають фізичне обгрунтування, дозволяють переходити від шкали енергетичного класу до загальносвітової магнітудной шкалою оцінки масштабів землетрусів Тянь-Шаню.

    Стаття написана за підтримки гранту по проекту МНТЦ КЯ -2011 Література

    1. Раутиан Т.Г. Про визначення енергії землетрусів на відстанях до 3000 км .// ТР. ИФЗ АН СРСР, 1964, №32 (199), с. 72-98.

    2. Oute ^ erg B., Richter C.F. Earthquake rnagnitude, intensity, energy and acceleration (second paper). // Bull. Seisrnol. Soc. Arn., 1956, 46, p.45-145.

    3. Михайлова М.М., Неверова Н.П, Каймикава Н.А. Енергетичні і магнітудние характеристики землетрусів в практиці сейсмічних спостережень на Північному Тянь-Шані. // Землетруси Північної Євразії в 1993 р Москва: Природа, 1999, с. 60-68.

    4. Borrnann P., Fujita K., Mackey K.O., Ousev A. The Russian K-class systern, its relationships to rnagnitudes and its potential for future developrnent and application. // July 2012; DOI: 10.2312 / OFZ. NMSOP - 2 IS 3.7 p. 1-26.

    5. Rautian I.O., Khalturin V.I., Fujita K., Mackey K.O., Kendall A.D. Origins and rnethodology of the Russian energy K-class systern and relationships to rnagnitudes scales. // Seisrnol. Res. Letters, 2007, 78, p. 579-590.

    6. Раутиан Т.Г. Проблема визначення енергії землетрусів. // Магнітуда і енергетична класифікації землетрусів, т. II. Москва: МСССС, 1974 с. 107-112.

    7. Михайлова М.М., Власова А.А. Каталог землетрусів Північного Тянь-Шаню і прилеглих територій т.1-П. Алма-Ата: Наука, 1990, 130 с.

    8. Мамиров Е. Фізичне обгрунтування функціональної зв'язку магнітуд з сейсмічним моментом і енергією сейсмічного випромінювання земдлетрясенйі Тянь-Шаню. // Геодинаміка Талассо-Ферганського розламу Тянь-Шаню і стихійні лиха на території Центральної Азії. Бішкек: Арашан, 2009, с. 130-154.

    9. Акі К., Річардс П. Кількісна сейсмологія. Теорія і методи, т.1. Москва: Мир, 1983, 520 с.


    Ключові слова: ЕНЕРГЕТИЧНИЙ КЛАС / ENERGY CLASS / магнітуда / MAGNITUDE / КОРЕЛЯЦІЯ / CORRELATION / ЗЕМЛЕТРУС / EARTHQUAKE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити