Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети
Проведена оценка чувствительности сейсмических станций на основе данных о землетрясениях мира, зарегистрированных в течение четырёх лет эксплуатации Архангельской сейсмической сети. Выявлено пространственное распределение чувствительности при регистрации землетрясений для разных диапазонов эпицентра...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геодинаміка |
|---|---|
| Datum: | 2008 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18521 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети / В.И. Французова, Ф.Н. Юдахин, А.В. Николаев, А.Н. Морозов // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 61-65. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18521 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Французова, В.И. Юдахин, Ф.Н. Николаев, А.В. Морозов, А.Н. 2011-03-31T22:16:54Z 2011-03-31T22:16:54Z 2008 Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети / В.И. Французова, Ф.Н. Юдахин, А.В. Николаев, А.Н. Морозов // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 61-65. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1992-142X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18521 550.34 Проведена оценка чувствительности сейсмических станций на основе данных о землетрясениях мира, зарегистрированных в течение четырёх лет эксплуатации Архангельской сейсмической сети. Выявлено пространственное распределение чувствительности при регистрации землетрясений для разных диапазонов эпицентральных расстояний и азимутов, уточнены данные о технических параметрах регистрации сейсмических станций. На основі даних про світові землетруси, зареєстровані протягом чотирьох років експлуатації, проведено оцінку чутливості сейсмічних станцій Архангельської сейсмічної мережі. Виявлено просторовий розподіл чутливості при реєстрації землетрусів у різних діапазонах епіцентральних відстаней і азимутів, уточнено дані про технічні параметри реєстрації сейсмічних станцій. The estimation of sensitivity of Archangelsk seismic network seismic station on the base of registered during four years world earthquakes is given. The spatial distribution of sensitivity at registrations of earthquakes in different range distances and azimuth are revealed, information about technical parameters of registrations for seismic stations are precise. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геодинаміка Геофізика Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети Аналіз реєстраційних можливостей сейсмічних станцій Архангельської сейсмічної мережі Analysis of the registration possibilities of seismic stations of Archangelsk seismic network Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети |
| spellingShingle |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети Французова, В.И. Юдахин, Ф.Н. Николаев, А.В. Морозов, А.Н. Геофізика |
| title_short |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети |
| title_full |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети |
| title_fullStr |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети |
| title_full_unstemmed |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети |
| title_sort |
анализ регистрационных возможностей сейсмических станций архангельской сейсмической сети |
| author |
Французова, В.И. Юдахин, Ф.Н. Николаев, А.В. Морозов, А.Н. |
| author_facet |
Французова, В.И. Юдахин, Ф.Н. Николаев, А.В. Морозов, А.Н. |
| topic |
Геофізика |
| topic_facet |
Геофізика |
| publishDate |
2008 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геодинаміка |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Аналіз реєстраційних можливостей сейсмічних станцій Архангельської сейсмічної мережі Analysis of the registration possibilities of seismic stations of Archangelsk seismic network |
| description |
Проведена оценка чувствительности сейсмических станций на основе данных о землетрясениях мира, зарегистрированных в течение четырёх лет эксплуатации Архангельской сейсмической сети. Выявлено пространственное распределение чувствительности при регистрации землетрясений для разных диапазонов эпицентральных расстояний и азимутов, уточнены данные о технических параметрах регистрации сейсмических станций.
На основі даних про світові землетруси, зареєстровані протягом чотирьох років експлуатації, проведено оцінку чутливості сейсмічних станцій Архангельської сейсмічної мережі. Виявлено просторовий розподіл чутливості при реєстрації землетрусів у різних діапазонах епіцентральних відстаней і азимутів, уточнено дані про технічні параметри реєстрації сейсмічних станцій.
The estimation of sensitivity of Archangelsk seismic network seismic station on the base of registered during four years world earthquakes is given. The spatial distribution of sensitivity at registrations of earthquakes in different range distances and azimuth are revealed, information about technical parameters of registrations for seismic stations are precise.
|
| issn |
1992-142X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18521 |
| citation_txt |
Анализ регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сейсмической сети / В.И. Французова, Ф.Н. Юдахин, А.В. Николаев, А.Н. Морозов // Геодинаміка. — 2008. — № 1(7). — С. 61-65. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT francuzovavi analizregistracionnyhvozmožnosteiseismičeskihstanciiarhangelʹskoiseismičeskoiseti AT ûdahinfn analizregistracionnyhvozmožnosteiseismičeskihstanciiarhangelʹskoiseismičeskoiseti AT nikolaevav analizregistracionnyhvozmožnosteiseismičeskihstanciiarhangelʹskoiseismičeskoiseti AT morozovan analizregistracionnyhvozmožnosteiseismičeskihstanciiarhangelʹskoiseismičeskoiseti AT francuzovavi analízreêstracíinihmožlivosteiseismíčnihstancíiarhangelʹsʹkoíseismíčnoímereží AT ûdahinfn analízreêstracíinihmožlivosteiseismíčnihstancíiarhangelʹsʹkoíseismíčnoímereží AT nikolaevav analízreêstracíinihmožlivosteiseismíčnihstancíiarhangelʹsʹkoíseismíčnoímereží AT morozovan analízreêstracíinihmožlivosteiseismíčnihstancíiarhangelʹsʹkoíseismíčnoímereží AT francuzovavi analysisoftheregistrationpossibilitiesofseismicstationsofarchangelskseismicnetwork AT ûdahinfn analysisoftheregistrationpossibilitiesofseismicstationsofarchangelskseismicnetwork AT nikolaevav analysisoftheregistrationpossibilitiesofseismicstationsofarchangelskseismicnetwork AT morozovan analysisoftheregistrationpossibilitiesofseismicstationsofarchangelskseismicnetwork |
| first_indexed |
2025-11-25T22:34:42Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:34:42Z |
| _version_ |
1850571061329920000 |
| fulltext |
Геофізика
© В.И. Французова, Ф.Н. Юдахин, А.В. Николаев, А.Н. Морозов, 2008 61
УДК 550.34 В.И. Французова1, Ф.Н. Юдахин2, А.В. Николаев3, А.Н. Морозов1
АНАЛИЗ РЕГИСТРАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ АРХАНГЕЛЬСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЕТИ
Проведена оценка чувствительности сейсмических станций на основе данных о землетрясениях
мира, зарегистрированных в течение четырёх лет эксплуатации Архангельской сейсмической сети.
Выявлено пространственное распределение чувствительности при регистрации землетрясений для
разных диапазонов эпицентральных расстояний и азимутов, уточнены данные о технических параметрах
регистрации сейсмических станций.
Ключевые слова: сеть сейсмических станций; чувствительность; землетрясения.
Введение
Известно, что инструментальная оснащен-
ность зарубежных Фенноскандинавских сетей
чрезвычайно высока, их количественное соот-
ношение с Российскими, функционирующими
на Европейском Севере России, показывает
недостаточную обеспеченность сейсмологи-
ческих исследований качественным материалом.
Наряду с этим нарастание в последнее время
техногенных воздействий на геодинамику
геологической среды увеличивает сейсмический
риск на территории Архангельской области,
насыщенной огромным количеством экологи-
чески опасных объектов, таких как крупные
промышленные объекты: судоремонтные заво-
ды, целлюлозно-бумажные и лесоперераба-
тывающие комбинаты; промышленные карьеры;
нефте- и газопроводы; космодром “Плесецк”;
ядерный полигон на о. Новая Земля, что требует
создания систем сейсмического контроля техно-
генных процессов и проведения на их основе
сейсмомониторинга территории региона [1, 2].
Проблема сейсмического контроля вклю-
чает в себя несколько частных задач, из которых
первоочередной является регистрация сейсми-
ческих событий. При этом предъявляются спе-
цифические требования к аппаратуре, орган-
изации сети станций, методике обработки
данных. При организации сети наблюдений
важно оценить эффективность регистрации
сейсмических событий, зависящую как от мест
установки станций (геологических условий под
станциями) и конфигурации сети относительно
регистрируемых событий, так и от наличия
(интенсивности) микросейсмического фона,
рассматриваемого как помеха, что, в конечном
счете, отражается на качестве записи и
возможности её интерпретации.
Проблема разработки теоретических и
методических основ оценки чувствительности
пунктов регистрации сейсмических событий
(магнитудой ( m ) оценивается энергия этих
событий) возникла в 60-е и была решена в 80-е
годы прошлого столетия в связи с необхо-
димостью идентификации ядерных взрывов
сейсмическими методами [3].
Эта технология использована нами для
оценки регистрационных возможностей сей-
смических станций, входящих в Архангельскую
сейсмическую сеть.
Метод оценки чувствительности
сейсмических станций
Суть метода [3] заключается в следующем:
пусть из n сигналов, относящихся к заданной
эпицентральной зоне или интервалу расстояний
∆+∆ δ и порожденных источниками с магни-
тудой mm δ+ , сейсмическая станция зарегис-
трировала 1n сигналов, тогда отношением
nnP /1= будем характеризовать вероятность
обнаружения сигналов для заданных интервалов
расстояний и магнитуды. Кривые зависимости
вероятности обнаружения сигналов от их энер-
гии называются кривыми обнаружения. Значе-
ние магнитуды 5.0mm = , при которой вероят-
ность обнаружения сигнала в заданных усло-
виях равна P = 0,5, назовем магнитудной
чувствительностью: )( 5.0mP = 0,5.
Экспериментально определив значение 5.0m
для различных эпицентральных расстояний,
можно построить кривую чувствительности
)(5.05.0 ∆= mm . Кроме того, имеется возмож-
ность оценить магнитудную чувствительность
пункта регистрации для заданных значений Az ,
т.е. рассчитать кривую чувствительности вида
),(5,05,0 Azmm ∆= , где Az – азимут подхода
сейсмических волн к регистрирующей станции.
На основании кривых чувствительности и
обнаружения можно оценить вероятность
обнаружения сигнала для заданных m , ∆ и
Az .
В результате исследований, проведенных
авторами [3], для кривой обнаружения сейсми-
ческих сигналов была получена описывающая
её функция, учитывающая основные факторы,
определяющие вероятность обнаружения сей-
смических сигналов на фоне помех:
+++++++
−
=∆
2
8
2
7
2
6
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1
5.0),(
σσσσσσσσ
mmФmP
Геодинаміка 1(7)/2008
62
где ∫
∞−
−=
z
dxxzФ )
2
exp(
2
1)(
2
π
– функция
Лапласа.
Коэффициенты iσ для каждой станции
находятся экспериментально и характеризуют
изменчивость обнаружения сигнала в зави-
симости от специфических особенностей пункта
регистрации. Например, быстрые и медленные
вариации амплитуды микросейсм, случайный
характер разности фаз колебаний микросейсм и
сигнала, случайную составляющую магнитуд-
ных оценок для фиксированной пары станция –
эпицентральная зона, среднеквадратичное от-
клонение периодов сейсмических сигналов и т.д.
Ниже представлены результаты расчета
кривой чувствительности и функции обнару-
жения для сейсмических станций (с/ст.) Архан-
гельской сети наблюдений: “Климовская”
(KLM), “Пермогорье” (PRG), “Тамица” (TMC) и
“Архангельск” (ARH) (рис. 1).
Рис. 1. Карта расположения сейсмических станций Архангельской сети
Оценка регистрационных возможностей
сейсмических станций Архангельской сети
Расчет для каждой сейсмической станции
кривой чувствительности производился с испол-
ьзованием каталога, зарегистрированных на
станциях землетрясений за 4 года наблюдений,
во-первых, чтобы иметь достаточно предста-
вительный объем исходных данных, и, во-
вторых, чтобы средний уровень помех за период
наблюдений с равным весом отражал все сезоны
года. При этом отсеивались землетрясения с
глубиной более 70 км, чтобы избежать поправок
за учет глубины. Затем для нахождения вели-
чины магнитуды 5,0m с шагом 200 км станци-
онный каталог сравнивался с каталогом Геофи-
зической службы РАН и строились кривые
чувствительности (рис. 2).
Согласно графикам рис. 2 значения магни-
туд 5,0m для 1∆ = 800-3000 км и 2∆ > 9000 км
равны соответственно на с/ст. “Климовская” –
3,7–4,25, 5,0–5,9; на с/ст. “Пермогорье” – 3,7–4,1,
4,9-5,8; с/ст. “Тамица” – 4,2–4,8, 5,4–6,0; на с/ст.
“Архангельск” – 4,9, 5,4–6,1. Для значений ∆ =
8000-9000 км 5,0m определяется, соответствен-
но, величинами для с/ст. “Климовская” 5,0m =
4,8–5.2; “Пермогорье” – 4,9–5.6; “Тамица” – 5,2–
5,8. Максимальная чувствительность отмечается
для с/ст. “Климовская” и “Пермогорье” на
региональных расстояниях (∆ ≤2000 км) в пре-
делах значений 3,7–4,0, т.е. в этом диапазоне
эпицентральных расстояний магнитудная пред-
ставительность этих станций равна 4,0, что
отмечалось ранее [4, 5]. Площадное распре-
деление чувствительности для с/ст. “Климов-
ская”, “Пермогорье”, “Тамица” и “Архан-
гельск”, рассчитанное по формуле =5,0m
),(5,0 Azm ∆= с шагом 20º дано на картах
рис. 3.
Анализ карт помогает получить представ-
ление о возможностях регистрации конкретной
Геофізика
63
Рис. 2. Кривые чувствительности построенных для сейсмических станций:
а – KLM; б – ТМС; в – PRG, г – ARH
Рис. 3. Карта распределения функции ),(5,05,0 Azmm ∆= в зависимости от эпицентрального
расстояния и азимута подхода сейсмических волн для сейсмических станций:
а – KLM; б – ТМС; в – PRG, г – ARH
станцией землетрясений из разных эпицен-
тральных зон. Отметим следующие законо-
мерности в распределении чувствительности
),(5,0 Azm ∆ :
• значения функции плавно возрастают с
увеличением ∆ в пределах всего рассмат-
риваемого диапазона Az (0–360º), однако, их
величины для всех станций меньше в пределах
азимутального створа 0º-180º, т.е. минималь-
ный порог магнитуд, с которого все станции
регистрируют землетрясения из эпицентраль-
Геодинаміка 1(7)/2008
64
ных зон, находящихся восточнее станций
Архангельской сети, на 0,6-0,7 единиц меньше,
чем для зон, находящихся западнее сети;
• наименьшие значения ),(5,0 Azm ∆ от-
мечаются для с/ст. “Климовская”, особенно в
азимутальном створе Az = 0–180º, где чувстви-
тельность станции определяется минимальными
значениями магнитуды 3,7-4,0;
• всеми станциями наилучшим образом
регистрируются землетрясения с m =5,0 прак-
тически во всем диапазоне эпицентральных
расстояний (∆ = 3000–17000 км); однако в пре-
делах региональных расстояний ( ∆ < 3000 км)
часто регистрируются сейсмические события с
m = 4.0;
• для землетрясений из эпицентральных
зон, находящихся западнее сети ( Az =180–360º),
наблюдаются случаи повышения уровня
чувствительности, что может свидетельствовать
о наличии каналов, благоприятных для распро-
странения сейсмических волн. Например, для
с/ст. “Климовская” таких каналов два: на
∆ = 8000–9000 и 13000–15000 км; для с/с
“Пермогорье” они наблюдаются на ∆ = 9000–
10000 км и 13000–17000 км.
Следующим шагом для оценки регистраци-
онной представительности сейсмических стан-
ций было найти для каждой станции свою
функцию обнаружения. Оценка коэффициентов
iσ позволила получить для каждой станции
следующий вид функции обнаружения:
с/ст. “Климовская” – )
368.0
(),( 5.0mm
ФmP
−
=∆ ;
с/ст. “Пермогорье” – )
371.0
(),( 5.0mm
ФmP
−
=∆ ;
с/ст. “Архангельск” –
)
372.0
(),( 5.0mm
ФmP
−
=∆ ;
с/ст. “Тамица” – )
407.0
(),( 5.0mm
ФmP
−
=∆ .
По полученным зависимостям были построе-
ны для каждой станции таблицы вероятности
регистрации события в зависимости от эпи-
центрального расстояния, урезанный пример
такой таблицы представлен ниже.
Значения вероятности регистрации сейсмических событий станцией “Климовская”
в зависимости от эпицентрального расстояния и магнитуды
m\∆ (км) 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
3 0,015 0,000 0,001 0,003 0,015 0,015 0,007 0,000
3,1 0,029 0,000 0,003 0,007 0,029 0,029 0,015 0,000
3,2 0,052 0,000 0,007 0,015 0,052 0,052 0,029 0,001
3,3 0,087 0,000 0,015 0,029 0,087 0,087 0,052 0,001
3,4 0,139 0,000 0,029 0,052 0,139 0,139 0,087 0,003
3,5 0,207 0,000 0,052 0,087 0,207 0,207 0,139 0,007
3,6 0,293 0,000 0,087 0,139 0,293 0,293 0,207 0,015
3,7 0,393 0,000 0,139 0,207 0,393 0,393 0,293 0,029
3,8 0,500 0,000 0,207 0,293 0,500 0,500 0,393 0,052
3,9 0,607 0,000 0,293 0,393 0,607 0,607 0,500 0,087
4 0,707 0,000 0,393 0,500 0,707 0,707 0,607 0,139
Выводы
Таким образом, расчеты функций
),( ∆= mPP и ),(5,0 Azm ∆ позволили оце-
нить чувствительность четырех сейсмических
станций Архангельской сети и выявить её
пространственное распределение при регистра-
ции землетрясений мира для разных диапазонов
эпицентральных расстояний и азимутов, и
уточнить данные о технических параметрах
регистрации этих станций.
Установлена бòльшая чувствительность
станции KLM по сравнению с другими стан-
циями, особенно для эпицентральных зон,
находящихся в азимутальном створе 0º-180º, что
объясняется наличием на этой станции двух
комплектов (широкополосной и короткопери-
одной) аппаратуры, благоприятными геологи-
ческими условиями под станцией и меньшим
техногенным воздействием на геологическую
среду в пределах станции.
Сформирована компьютерная база данных о
характеристиках сейсмической сети, столь
необходимая при разработке методики про-
ведения сейсмомониторинга на территории
Архангельского региона.
Литература
1. Юдахин Ф.Н., Французова В.И. Сейсмич-
ность территории Архангельской области и
прогнозы развития связанных с ней
техногенных процессов // Сырьевая база
России в XXI веке. М.: ОАО “ВНИИОЭНГ”.
– 2002. – С. 507–521.
2. Юдахин Ф.Н., Французова В.И. О необхо-
Геофізика
65
димости создания сети сейсмического
мониторинга в северных регионах России //
“Вестник УрО РАН” – 2006. – № 2 (16). –
С. 25–35.
3. Аксенович Г.И., Антонова Л.В., Аптика-
ев Ф.Ф., Нерсесов И.Л., Николаев А.В., Сит-
ников А.В., Трегуб Ф.С., Халтурин В.И. От-
чет комплексной сейсмологической экспе-
диции ИФЗ АН СССР “Талгар”. – 1988. –
98 с.
4. Французова В.И., Габсатарова И.П., Вага-
нова Н.В., Захарова И.В. Оценка предста-
вительности сейсмических станций Архан-
гельской сети при регистрации телесей-
смических землетрясений Арктического
региона // Строение, геодинамика и мине-
рагенические процессы в литосфере: Матер.
одиннадцатой междунар. науч. конф.
Сыктывкар: Геопринт. – 2005. – С. 358–361.
5. Французова В. И., Ваганова Н.В. Обобще-
ние результатов мониторинга, проводимого
Архангельской сетью сейсмических наблю-
дений // “Современные методы обработки и
интерпретации сейсмологических данных”:
Материалы Второй межд. сейсмол. Школы.
– Пермь. – 2007. – С. 189–193.
АНАЛІЗ РЕЄСТРАЦІЙНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ СЕЙСМІЧНИХ СТАНЦІЙ
АРХАНГЕЛЬСЬКОЇ СЕЙСМІЧНОЇ МЕРЕЖІ
В.І. Французова, Ф.Н. Юдахін, А.В. Николаєв, А.Н. Морозов
На основі даних про світові землетруси, зареєстровані протягом чотирьох років експлуатації,
проведено оцінку чутливості сейсмічних станцій Архангельської сейсмічної мережі. Виявлено
просторовий розподіл чутливості при реєстрації землетрусів у різних діапазонах епіцентральних
відстаней і азимутів, уточнено дані про технічні параметри реєстрації сейсмічних станцій.
Ключові слова: мережа сейсмічних станцій; чутливість; землетруси.
ANALYSIS OF THE REGISTRATION POSSIBILITIES OF SEISMIC STATIONS
OF ARCHANGELSK SEISMIC NETWORK
V.I. Francuzova, F.N. Yudakhin, A.V. Nikolaev, A.N. Morozov
The estimation of sensitivity of Archangelsk seismic network seismic station on the base of registered
during four years world earthquakes is given. The spatial distribution of sensitivity at registrations of
earthquakes in different range distances and azimuth are revealed, information about technical parameters of
registrations for seismic stations are precise.
Key words: seismic stations network; sensitivity; earthquakes.
1Институт экологических проблем Севера УрО РАН, г. Архангельск, Россия
2Архангельский научный Центр УрО РАН, г. Архангельск, Россия
3Институт физики Земли РАН, г. Москва, Россия
Надійшла 09.10.2008
|