Новые методы анализа характера нестационарности сейсмического режима

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Тремя новыми в геофизике методами анализа нестационарности рядов данных анализируются каталоги землетрясений регионов Курило-Камчатки и Срединно-Атлантического хребта. Обсуждается возможность выделения нестационарной компоненты сейсмического режима и характер нестационарности. Применение новых методов подтвердило ряд известных (ожидаемых) закономерностей и указало на ряд нетривиальных моментов. Среди таковых были выявлены: 1) тенденция роста нестационарности с увеличением характерного времени, что может отвечать соответствию спектра сейсмической активности фликкер-шуму; 2) различие характера распределения по магнитудам, возможно отвечающее уменьшению величин b-value, для кластеризующихся основных событий; 3) обнаружение в режиме сейсмичности по времени двух тенденций — кластеризации на меньших относительных расстояниях и отталкивания на больших; эти тенденции могут соответствовать эпохам роста сейсмической активности и последующего затухания в ходе накопления тектонических напряжений. Результаты указывают на перспективность применения этих новых в сейсмологии методов анализа, обеспечивающих уточнение характера нестационарности сейсмического процесса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Кислицын

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН; Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Email: rodkin@mitp.ru
Россия, Москва; Москва

Ю. Н. Орлов

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

Email: rodkin@mitp.ru
Россия, Москва

М. В. Родкин

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rodkin@mitp.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Бердыев А.А., Мухамедов В.А. Землетрясения — фликкер-шум? // Докл. АН СССР. 1987. Т. 297. № 5. С. 1077–1081.
  2. Вадковский В.Н., Ляховский В.А., Тюпкин Ю.С. Временная эволюция сейсмической активности Балканского региона. Алгоритмы и результаты обработки в МЦД. 1978. С. 11–23.
  3. Джонсон Н.Л., Коц С., Кемп А. Одномерные дискретные распределения (пер. с англ.). М.: Бином. 2010. 559 с.
  4. Дещеревский А.В., Журавлев В.И. Временной режим микроземлетрясений на Гармском полигоне // Физика Земли. 2004. № 1. С. 70–88.
  5. Кислицын А.А. Моделирование графов ближайших соседей для оценки независимости выборочных данных // Математическое моделирование. 2023. Т. 35. № 7. С. 63–82.
  6. Королюк В.С., Портенко Н.И., Скороход А.В., Турбин А.Ф. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.: Наука. 1985. 640 с.
  7. Орлов Ю.Н., Осминин К.П. Построение выборочной функции распределения для прогнозирования нестационарного временного ряда // Математическое моделирование. 2008. № 9. С. 23–33.
  8. Орлов Ю.Н. Кинетические методы исследования нестационарных временных рядов. М.: МФТИ. 2014. 276 с.
  9. Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Декластеризация потока сейсмических событий, статистический анализ // Физика Земли. 2019. № 5. С. 2–16.
  10. Родкин М.В., Липеровская Е.В. Неравномерности интенсивности потока основных событий, пример неглубокой сейсмичности региона Камчатки // Физика Земли. 2022. № 4. С. 85–100.
  11. Смирнов В.Б., Пономарёв А. В., Бернар П., Патонин А. В. Закономерности переходных режимов сейсмического процесса по данным лабораторного и натурного моделирования // Физика Земли. 2010. № 2. С. 17–49.
  12. Смирнов В.Б., Пономарев А.В. Физика переходных режимов сейсмичности. М.: РАН. 2020. 412 с.
  13. Смирнов В.Б., Потанина М.Г., Карцева Т.И., Пономарев А.В., Патонин А.В., Михайлов В.О. Сергеев Д.С. Сезонные вариации наклона графика повторяемости землетрясений в наведенной сейсмичности в области Койна–Варна, Западная Индия // Физика Земли. 2022. № 3. С. 76–91.
  14. Хинчин А.Я. Работы по математической теории массового обслуживания. М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1963. 235 с.
  15. Gardner J. K., Knopoff L. Is the sequence of earthquakes in Southern California, with aftershocks removed, Poissonian? // Bull. Seis. Soc. Am. 1974. V. 64 (5). P. 1363–1367.
  16. Hirose F., Tamaribuchi K., Maeda K. Characteristics of foreshocks revealed by an earthquake forecasting method based on precursory swarm activity // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2021. V. 126. e2021JB021673. https://doi.org/10.1029/2021JB021673
  17. Kislitsyn A.A, Orlov Yu.N. Dynamical System Model with the use of Liouville Equation for Empirical Distribution Function Densities // Discontinuity, Nonlinearity and Complexity/ 2020. V. 9. № 4. P. 529–540.
  18. Kislitsyn A.A., Orlov Yu.N. Discussion about Properties of First Neighbor Graphs // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2022. V. 43. № 12. P. 109–118.
  19. Kislitsyn A.A., Orlov Yu.N., Goguev M.V. Investigation of the properties of first nearest neighbors graphs // Scientific Visualization. 2023. V. 15. № 1. P. 17–28. doi: 10.26583/sv.15.1.02
  20. Lucilla de Arcangelis, Cataldo Godano, Jean Robert Grasso, Eugenio Lippiello. Statistical physics approach to earthquake occurrence and forecasting // Physics Reports. 2016. V. 628. P. 1–91. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.03.002
  21. Lippiello E., Godano C., de Arcangelis L. The relevance of foreshocks in earthquake triggering: A statistical study // Entropy. 2019. V. 21. P. 173. https://doi.org/10.3390/e21020173
  22. Molchan G., Dmitrieva O. Aftershock identification and new approaches // Geophys.J. Int. 1992. V. 109. P. 501–516.
  23. Ogata Y. Statistical models for earthquake occurrences and residual analysis for point processes // Tectonophysics. 1988. № 169. P. 159–174.
  24. Uhrhammer R. Characteristics of Northern and Central California Seismicity // Earthquake Notes. 1986. V. 57 (1). P. 21.
  25. Zaliapin I., Gabrielov A., Keilis-Borok V., Wong H. Clustering Analysis of Seismicity and Aftershock Identifcation // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101 (1). P. 1–4.
  26. Zalyapin I., Ben-Zion Y. Earthquake clusters in Southern California I: Identification and stability // Journ. Geophys. Res. 2013. V. 118. P. 2847–2864.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределения магнитуд по 10 классам табл. 2 для разных временных интервалов (t = 1–10) между событиями (пояснения в тексте, каталог КК без афтершоков).

Скачать (212KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Индексы нестационарности J (N) времен наступления событий.

Скачать (292KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Параметр потока для региона КК, оцениваемый по длине выборки 1000 дней с шагом 1 день.

Скачать (240KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Параметр потока для региона АХ, оцениваемый по длине выборки 300 дней с шагом 1 день.

Скачать (213KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Среднегодовой параметр потока для региона КК (1) и АХ (2).

Скачать (102KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Графы первых (а) и первых + вторых “соседей” (б) для 100 вершин для последовательных временных промежутков первых 4950 событий КК каталога, рассмотренных как случайные значения.

Скачать (302KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025