Transcript ОАО «РОССИЙСКИЕ КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ» НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ОПЕРАТИВНОГО МОНИТОРИНГА ЗЕМЛИ Дода Л.Н., Емельянов К.С., Бубненков Д.И., Степанов И.В., Федотов А.Л. Базовые информационные продукты сейсмопрогнозного.

ОАО «РОССИЙСКИЕ КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»
НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ОПЕРАТИВНОГО МОНИТОРИНГА ЗЕМЛИ
Дода Л.Н., Емельянов К.С., Бубненков Д.И., Степанов И.В., Федотов А.Л.
Базовые информационные продукты сейсмопрогнозного мониторинга
и результаты краткосрочных прогнозов землетрясений в 2011-2012 гг.
2012 г.
127490 г. Москва, ул. Декабристов, вл.51, стр.25
Tel: (495) 600-33-21, Fax: 204-77-45; E-mail: [email protected]
Базовые продукты сейсмопрогнозного мониторинга
(БП СПМ)
БП СПМ - единица номенклатурного ряда базовых информационных
продуктов ДЗЗ и геофизического мониторинга, созданных в НЦ ОМЗ.
Определение БП СПМ – информационный продукт, получаемый в
результате потоковой обработки первичной космической и
геофизической информации, содержащей признаки землетрясений (ЗМТ),
определяющие их прогнозные параметры – дату, место, магнитуду.
Базовый продукт № 1 (БП1) – композит, включающий карту с
нанесенными сейсмомагнитными меридианами запуска ЗМТ и
семантические таблицы возможных дат ЗМТ. Его формирование
основано
на
закономерности
о
геомагнитно-меридиональной
направленности запуска сейсмического процесса.
Базовый продукт № 2 (БП2) – композит, содержащий спутниковое
изображение облачного покрова, выделенные по определенным
признакам облачные сейсмо-тектонические индикаторы (ОСТИ) и карту
с границами тектонических плит. По ОСТИ определяют потенциальную
магнитуду ЗМТ и локализуют зону возможного события.
Базовые продукты сейсмопрогнозного
мониторинга
Базовый продукт № 3 (БП3) – карты потенциальных зон ЗМТ с
прогнозными параметрами магнитуды, интервала дат в условных
графических обозначениях.
Базовые продукты №№ 4-7 разрабатываются на основе данных
гравиметрических,
деформационных,
протонных,
ионосферных
измерений и формируются в виде отдельных информационных слоев или
их комбинаций с возможностью совмещения с БП1,2,3 для выявления
новых прогнозных признаков и решения других задач.
БП СПМ созданы на основе концепции сейсмотектогенеза (СТГ) и ГИСтехнологий, разработанных в НЦ ОМЗ с учетом запросов потребителей
В банке БП НЦ ОМЗ содержится более 1000 композитов БП по наиболее
мощным ЗМТ за период 2002-2012 г.г. Часть из них представлена на
сайте НЦ ОМЗ в разделе Проекты: www.ntsomz.ru/project.
Примеры комбинированных БП по Калифорнийско-Мексиканской,
Японской, Курило-Камчатской, Иранской и другим сейсмоактивным
зонам представлены на последующих слайдах.
7
1
Гравианомалии от
перемещения масс в теле
Земли, отраженные в
комплексах частот
градиента гравиполя
6
Магнитно-меридиональная
направленность запуска
сейсмотектонического
процесса (прогноз места)
Концепция
сейсмотектогенеза
2
Локальные проявления
глобальных геофизических
аномалий при подготовке
землетрясений (прогноз места
и магнитуды по ОС)
Триггерный механизм
запуска землетрясений
на 14 или 21 сутки после
геоэффективных явлений
на Солнце(прогноз даты)
5
Причинно-следственная
связь между нестабильностью
вращения-обращения Земли и
сейсмо-тектоническим
4
процессом
Глобальный
электроротационный контур
подготовки землетрясения
«Солнце-ММП-МПЗ-Земля»,
контур миграции протонов и
электронов
п
р
и
Протонный тектогенез
м
е
на основе миграции
н
водорода в геооболочках,
е
регулируемый вращением
н
Земли
и
е
1. Решение проблемных задач геофизики (прогноза землетрясений, тектогенеза)
2.Создание наземно-космической системы сейсмо-прогнозного мониторинга
3. Разработка базовых элементов ГИС и Web-портала для прогноза землетрясений
4. Наполнение баз данных признаками землетрясений различной природы
3
Применение концепции сейсмотектогенеза
1. Разработан механизм подготовки и запуска землетрясений
2. Решена задача среднесрочного прогноза землетрясений с 2-3
недельным упреждением по дате, а также прогноза места и
магнитуды с использованием ОСТИ и СММ
3. Создана наземно-космическая система мониторинга и сбора
геофизических данных с признаками подготовки и запуска ЗМТ
4. Разработаны базовые элементы ГИС и Web-портала для
прогноза и анализа признаков землетрясений
5. Проведен ряд успешных сейсмопрогнозных и мониторинговых
экспериментов (Тайвань, Камчатка, Япония, Ц.Америка и др.)
6. Зафиксированы с помощью наземно-космической системы
мониторинга геосферные отклики ядерных испытаний
(Северная Корея, 25.05.2009) и геофизических экспериментов
Система мониторинга признаков землетрясений
1. Комплекс 9-канальных станций гравиметрических измерений
Тульского госуниверситета(разработчик д.т.н. МартыновО.В.)
2. Станции деформационных измерений (разраб.Степановы И и В)
3. Станции подземных протонных измерений в ПетропавловскеКамчатском и Кьети (Италия) (разработчик Кузнецов Д.А.,
директор Бобровский В.С.)
4. Станции электротеллурических измерений в Японии и Греции
(Какиока, Мемамбецу, Каноя; Афины, Пиргос)
5. Данные отечественных и зарубежных спутниковых систем ДЗЗ
и облачного покрова с тематической обработкой в НЦ ОМЗ по
выделению на космоснимках ОСТИ и др.сейсмопризнаков
6. Базы данных Парижского центра вращения Земли
7. Базы данных гелиогеофизических параметров различных стран
Перечисленные элементы (1-7) наземно-космической системы
сейсмо-прогнозного мониторинга позволяют регистрировать
локальные отклики глобальных геофизических аномалий,
предваряющих наступление мощных землетрясений
Основной критерий выделения признаков подготовки мощных
землетрясений:
пространственно-временное
совпадение
аномалий в различных полевых структурах глобальных
геофизических процессов, регистрируемых с помощью средств
(1-7) в виде локальных проявлений в 7 классах сейсмо-признаков
Достаточное условие запуска землетрясений:
1) геомагнитное возмущение с разностью К-индексов не
менее 2 (расчет сейсмо-магнитных меридианов запуска, СММ)
2) мощный электромагнитный импульс природного или
искусственного происхождения
Расчет прогнозных параметров землетрясений проводится в
соответствии с закономерностями (1-7) концепции СТГ
Облачные сейсмотектонические индикаторы
1. Являются наиболее информативными сейсмопризнаками
2. Основной признак выделения облачных индикаторов:
трассировка участков границ плит и блоков с возможным
смещением или поворотом относительно СММ.
3. Связь между максимальной протяженностью ОСТИ,
трассирующих активизированный сейсмотектонический
участок, и потенциальной магнитудой: M=ln(D/Do)
(1)
где М – расчетная магнитуда, D – протяженность ОС ТИ (км),
Do – эталонное облако протяженностью 1 км, ln(.)-знак логарифма
4. В базе данных НЦ ОМЗ имеются ОС по наиболее мощным
землетрясениям 2002-2012гг (сайт НЦ ОМЗ: http://www.ntsomz.ru)
5. ОСТИ рассматриваются в комплексе с другими классами
признаков:ионосферными,деформационными,геохимическ
ими,атмосферными,электро-магнитными и др.
6. Используются для локализации потенциальных зон ЗМТ
Облачные сейсмо-тектонические индикаторы перед землетрясениями
в Японии 25.09.03 с М8,3 и 11.03.11 с М9,0
Облачные сейсмо-тектонические индикаторы перед
землетрясением в Японии 8.11.11 с М6,9
Сейсмомагнитная обстановка в Японии в июле-декабре 2011 г.
и реализация прогнозов землетрясений с М6,0+
Землетрясения в Японии с М6,0+ в июле-декабре 2011 г.
№
п/п
Дата
Широта
Долгота
Магнитуда,
М
Глубина,
Н [км.]
Место
1.
23.07.11
38.9
142
6.4
36
2.
24.07.11
37.8
141.6
6.2
3.
30.07.11
37.0
141.1
4.
01.08.11
34.7
5.
11.08.11
6.
Меридианы запуска
Услов.№
14 сут.
21 сут.
Хонсю
1/1,2
0/-2
-
60
Хонсю
1/1,2
+1/-1
-
6.4
43
Хонсю
1/1,2,3
-/-/+2
0/-2/-
138.4
6.2
22
ю. Хонсю
1/1,2
-
+2/0
36.7
141.1
5.9
38
Хонсю
-
-
-
17.08.11
36.8
141.6
6.0
10
Хонсю
3/1
-2
-
7.
19.08.11
37.7
141.6
6.3
48
Хонсю
3/1
0
-
8.
15.09.11
36.4
141.3
6.2
10
Хонсю
4/1
0
-
9.
16.09.11
40.3
142.7
6.7
38
Хонсю
4/1
+1
-
10.
21.10.11
43.9
142.5
6.1
185
Хоккайдо
5/1
-
-2
11.
08.11.11
27.3
125.9
6.9
209
Окинава
6/1
0
-
12.
23.11.11
37.4
141.4
6.1
33
Хонсю
7/1,2,3
-/-/+1
+1/0/-
13.
24.11.11
41.9
142.7
6.2
42
Хоккайдо
7/1,2,3
-/-/+2
+2/+1/-
14.
11.12.11
28.1
129.4
5.8
28
Рюкю
8/1
-3
-
15.
01.01.12
31.4
138.1
6.8
361
Идзу
9/1
0
-
Меридианы запуска японских землетрясений с М6,0+
в июле-декабре 2011 г.
№
п/п
Условный номер
Долготы
на экваторе (град.)
Даты ЗМТ+-2сут.
(потенциальные)
Параметры 3-часовых
индексов
1.
1.1
-27/153
23.07 или 30.07
09.07 – Н3(24)
2.
1.2
-25/155
25.07 или 01.08
11.07 – Н3(37)
3.
1.3
-22/158
28.07 или 04.08
14.07 – Н3(35)
4.
2.1
-52/128
12.08 или 19.08
29.07 – ВР7(03, 02)
5.
2.2
-51/129
13.08 или 20.08
30.07 – Н4(35)
6.
3.1
136/-44
19.08 или 26.08
05.08-Dst(00) – (-74/-102)
7.
3.2
121/-59
19.08 или 26.08
05.08-Dst(01) – (-102/-129)
8.
4.1
-21/159
15.09 или 22.09
01.09 – В4(04)
9.
5.1
-36/144
16.10 или 23.10
02.10 – М5(13)
10.
6.1
122/-58
08.11 или 15.11
25.10 – Н2(46)
11.
7.1
129/-51
15.11 или 22.11
01.11 – НВР2(24)
12.
7.2
130/-50
16.11 или 23.11
02.11 – Н2(25)
13.
7.3
136/-44
22.11 или 29.11
08.11 – Н2(15)
14.
8.1
113/-67
14.12 или 21.12
30.11-HMBP3(06,03,03,03)
15.
8.2
16.
9.1
114/-66
131/-49
15.12 или 22.12
01.01 или 08.01
01.12 -- Н3(24)
18.12 – HM3(03,02)
Примеры базовых продуктов признаков ЗМТ в Калифорнии
21.10.10-М6.7 и Японии 11.3.11-М9.0
Калифорнии и Японии
Облачные сейсмо-тектонические индикаторы перед
землетрясениями в Мексике 13.04.07 с М6,0 и 20.03.12 с М7,4
Прогнозы в РЭС по землетрясениям в Курило-Камчатской зоне
Прогнозная карта и ОСТИ по Камчатке
Композит базовых продуктов №1, 2, 3 по землетрясению
в Иране 11.08.2012 с М6,4/6,3
Выводы:
1.
На основе концепции СТГ и ГИС-технологий разработан
номенклатурный ряд базовых информационных продуктов
сейсмопрогнозного мониторинга. Продукты по наиболее мощным
ЗМТ, произошедшим с 2004 года по настоящее время, накапливаются
в банке БП и могут предоставляться пользователям через ГИСпортал «Сейсмопрогнозный мониторинг».
2.
Проведенные сейсмопрогнозные и мониторинговые эксперименты
подтвердили основные закономерности СТГ при решении прямой
(подготовки и запуска ЗМТ) и обратной (сейсмопрогнозной) задачи.
3.
С мая по сентябрь 2012 в рамках отработки технологий на ЭУ СПМ
проведены сейсмопрогнозные и мониторинговые эксперименты в
тестовых зонах Японии и Камчатки. Из 3-х разработанных на основе
БП1,2,3 и зарегистрированных в РЭС прогнозов все 3 реализовались в
пределах точности метода. Создано более 30 БП СПМ.