О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений
Викладено критичний огляд існуючих методів короткострокового прогнозу землетрусів і деякі результати математичного моделювання процесів тріщиноутворення в літосфері. Сформульовано загальну наукову методологію короткострокового прогнозу, що включає п’ять необхідних і дві достатні умови, яка, на думку...
Saved in:
| Published in: | Геофизический журнал |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98383 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений / В.Н. Страхов, М.Г. Савин // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 2. — С. 18-23. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98383 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Страхов, В.Н. Савин, М.Г. 2016-04-12T19:36:47Z 2016-04-12T19:36:47Z 2013 О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений / В.Н. Страхов, М.Г. Савин // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 2. — С. 18-23. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98383 550.383.5, 550.343 Викладено критичний огляд існуючих методів короткострокового прогнозу землетрусів і деякі результати математичного моделювання процесів тріщиноутворення в літосфері. Сформульовано загальну наукову методологію короткострокового прогнозу, що включає п’ять необхідних і дві достатні умови, яка, на думку авторів, істотно підвищує ймовірність прогнозу сейсмічної події. Наголошено на насущній потребі негайного створення площадкової комплексної спостережної мережі для геофізичного моніторингу вогнища підготовлюваного руйнівного землетрусу, а також штучного інтелекту, який в автоматичному режимі здійснюватиме рангове розпізнавання сейсмічної ситуації. Приділено увагу вимогам, що ставляться до обчислювальної техніки для оснащення спостережної мережі (кластери з потужних комп’ютерів). Зроблено висновок щодо необхідності створення спеціальної Федеральної програми, у межах якої слід побудувати систему короткострокового прогнозування землетрусів. Critical review of existing methods of short-term earthquake prediction and some results of mathematical modeling of the processes of fracturing in lithosphere is developed. General scientific methodology of short-term prediction is formulated including five necessary and two sufficient conditions increasing probability of the forecast of seismic event according to the authors’ opinion. Vital necessity is underlined of immediate creation of areal complex observation net for geophysical monitoring of the focus of imminent destructive earthquake as well as artificial intellect to implement rank recognition of seismic situation in automatic regime. Attention is paid to making demands to computing instruments for equipping observation net (clusters of powerful computers). Conclusion is made on the necessity of creation of special federal Program, with a task of producing the system of short-term prediction of the earthquakes. Излагаются критический обзор существующих методов краткосрочного прогноза землетрясений и некоторые результаты математического моделирования процессов трещинообразования в литосфере. Формулируется общая научная методология краткосрочного прогноза, включающая пять необходимых и два достаточных условия, что, по мнению авторов, существенно повышает вероятность прогноза сейсмического события. Подчеркивается насущная необходимость незамедлительного создания площадной комплексной наблюдательной сети для геофизического мониторинга очага готовящегося разрушительного землетрясения, а также искусственного интеллекта, который в автоматическом режиме осуществляет ранговое распознавание сейсмической ситуации. Уделяется внимание требованиям, предъявляемым к вычислительной технике для оснащения наблюдательной сети (кластеры из мощных компьютеров). Делается вывод о необходимости создания специальной Федеральной программы, в рамках которой следует построить систему краткосрочного прогнозирования землетрясений. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений Про наукові основи короткострокового прогнозу землетрусів On scientific principles of short-term earthquake prediction Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| spellingShingle |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений Страхов, В.Н. Савин, М.Г. |
| title_short |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| title_full |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| title_fullStr |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| title_full_unstemmed |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| title_sort |
о научных основах краткосрочного прогноза землетрясений |
| author |
Страхов, В.Н. Савин, М.Г. |
| author_facet |
Страхов, В.Н. Савин, М.Г. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геофизический журнал |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Про наукові основи короткострокового прогнозу землетрусів On scientific principles of short-term earthquake prediction |
| description |
Викладено критичний огляд існуючих методів короткострокового прогнозу землетрусів і деякі результати математичного моделювання процесів тріщиноутворення в літосфері. Сформульовано загальну наукову методологію короткострокового прогнозу, що включає п’ять необхідних і дві достатні умови, яка, на думку авторів, істотно підвищує ймовірність прогнозу сейсмічної події. Наголошено на насущній потребі негайного створення площадкової комплексної спостережної мережі для геофізичного моніторингу вогнища підготовлюваного руйнівного землетрусу, а також штучного інтелекту, який в автоматичному режимі здійснюватиме рангове розпізнавання сейсмічної ситуації. Приділено увагу вимогам, що ставляться до обчислювальної техніки для оснащення спостережної мережі (кластери з потужних комп’ютерів). Зроблено висновок щодо необхідності створення спеціальної Федеральної програми, у межах якої слід побудувати систему короткострокового прогнозування землетрусів.
Critical review of existing methods of short-term earthquake prediction and some results of mathematical modeling of the processes of fracturing in lithosphere is developed. General scientific methodology of short-term prediction is formulated including five necessary and two sufficient conditions increasing probability of the forecast of seismic event according to the authors’ opinion. Vital necessity is underlined of immediate creation of areal complex observation net for geophysical monitoring of the focus of imminent destructive earthquake as well as artificial intellect to implement rank recognition of seismic situation in automatic regime. Attention is paid to making demands to computing instruments for equipping observation net (clusters of powerful computers). Conclusion is made on the necessity of creation of special federal Program, with a task of producing the system of short-term prediction of the earthquakes.
Излагаются критический обзор существующих методов краткосрочного прогноза землетрясений и некоторые результаты математического моделирования процессов трещинообразования в литосфере. Формулируется общая научная методология краткосрочного прогноза, включающая пять необходимых и два достаточных условия, что, по мнению авторов, существенно повышает вероятность прогноза сейсмического события. Подчеркивается насущная необходимость незамедлительного создания площадной комплексной наблюдательной сети для геофизического мониторинга очага готовящегося разрушительного землетрясения, а также искусственного интеллекта, который в автоматическом режиме осуществляет ранговое распознавание сейсмической ситуации. Уделяется внимание требованиям, предъявляемым к вычислительной технике для оснащения наблюдательной сети (кластеры из мощных компьютеров). Делается вывод о необходимости создания специальной Федеральной программы, в рамках которой следует построить систему краткосрочного прогнозирования землетрясений.
|
| issn |
0203-3100 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98383 |
| citation_txt |
О научных основах краткосрочного прогноза землетрясений / В.Н. Страхов, М.Г. Савин // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 2. — С. 18-23. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT strahovvn onaučnyhosnovahkratkosročnogoprognozazemletrâsenii AT savinmg onaučnyhosnovahkratkosročnogoprognozazemletrâsenii AT strahovvn pronaukovíosnovikorotkostrokovogoprognozuzemletrusív AT savinmg pronaukovíosnovikorotkostrokovogoprognozuzemletrusív AT strahovvn onscientificprinciplesofshorttermearthquakeprediction AT savinmg onscientificprinciplesofshorttermearthquakeprediction |
| first_indexed |
2025-11-26T16:22:29Z |
| last_indexed |
2025-11-26T16:22:29Z |
| _version_ |
1850627826023137280 |
| fulltext |
В. Н. СТРАХОВ, М. Г. САВИН
18 Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013
Введение. Как упоминалось ранее [Стра-
хов, Савин, 2013], проблема прогноза земле-
трясений была поставлена сейсмологией бо-
лее 100 лет назад. Однако с тех пор, несмотря
на огромный объем выполненных исследова-
ний [Аки, Ричардс, 1983; Болт, 1984; Гир, Шах,
1988; Войтов, Попов, 1989; Соболев, 1993],
успехи в области долгосрочного и средне-
срочного прогноза достаточно скромны [Со-
болев, 1989; Соломатина, 1990], а в вопросах
наиболее социально значимого краткосроч-
ного прогноза разрушительных землетрясе-
ний ученых преследуют хронические неудачи
[Друмя, 1985; Рейснер, 1989; Кейлис-Борок,
1992]. Известно, что наибольшие затрудне-
ния возникают с предсказанием времени на-
ступления сейсмического события. Стал уже
хрестоматийным едва ли не единственный в
истории сейсмологии пример полного крат-
косрочного прогноза землетрясения =7,3
в г. Хайчен (Китай) 4 февраля 1975 г. [Wang,
Chen, 2006]. Однако последовавшее 28 июля
1978 г. Тангшаньское землетрясение, в кото-
ром погибло несколько сотен тысяч человек,
спрогнозировано не было. На некоторое вре-
мя это поставило под сомнение дальнейшие
исследования по прогнозу землетрясений.
О причинах неудач принципиального ха-
рактера, связанных с неприменимостью де-
терминистского подхода и, следовательно,
линейных уравнений для описания процес-
сов в период подготовки землетрясений, упо-
миналось в нашей предыдущей статье [Стра-
хов, Савин, 2013]. На самом деле, множество
механизмов, действующих в литосфере и соз-
дающих неустойчивость (миграция флюидов,
способная резко снизить прочность разлома,
химическое разупрочнение пород, фазовые
УДК 550.383.5, 550.343
О научных основах краткосрочного
прогноза землетрясений
© В. Н. Страхов 1, М. Г. Савин2, 2013
Институт физики Земли РАН им. О. Ю. Шмидта, Москва, Россия
Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН, Хабаровск, Россия
Поступила 17 декабря 2012 г.
Представлено членом редколлегии В. И. Старостенко
Викладено критичний огляд існуючих методів короткострокового прогнозу землетрусів
і деякі результати математичного моделювання процесів тріщиноутворення в літосфері.
Сформульовано загальну наукову методологію короткострокового прогнозу, що включає
п’ять необхідних і дві достатні умови, яка, на думку авторів, істотно підвищує ймовірність
прогнозу сейсмічної події. Наголошено на насущній потребі негайного створення пло-
щадкової комплексної спостережної мережі для геофізичного моніторингу вогнища під-
готовлюваного руйнівного землетрусу, а також штучного інтелекту, який в автоматичному
режимі здійснюватиме рангове розпізнавання сейсмічної ситуації. Приділено увагу вимогам,
що ставляться до обчислювальної техніки для оснащення спостережної мережі (кластери з
потужних комп’ютерів). Зроблено висновок щодо необхідності створення спеціальної Феде-
ральної програми, у межах якої слід побудувати систему короткострокового прогнозування
землетрусів.
Critical review of existing methods of short-term earthquake prediction and some results of
mathematical modeling of the processes of fracturing in lithosphere is developed. General sci-
entific methodology of short-term prediction is formulated including five necessary and two suf-
ficient conditions increasing probability of the forecast of seismic event according to the authors’
opinion. Vital necessity is underlined of immediate creation of areal complex observation net for
geophysical monitoring of the focus of imminent destructive earthquake as well as artificial intel-
lect to implement rank recognition of seismic situation in automatic regime. Attention is paid to
making demands to computing instruments for equipping observation net (clusters of powerful
computers). Conclusion is made on the necessity of creation of special federal Program, with a task
of producing the system of short-term prediction of the earthquakes.
О НАУЧНЫХ ОСНОВАХ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013 19
переходы с потерей объема и другие), превра-
щают литосферу в энергонасыщенную, хао-
тическую и нелинейную систему, в которой
прошлое не определяет будущего. Отсюда и
трудность краткосрочного прогноза [Солома-
тина, 1990]. К этому следует добавить мерца-
тельный/мозаичный характер предвестников
землетрясений, т. е. их неустойчивость [Са-
вин, 2005].
Исследователи находят все новые и новые
разновидности геофизических предвестни-
ков [Савин, Рокитянский, 2011; Гульельми,
Зотов, 2012], но вопрос о механизмах связи
их с землетрясениями, тем не менее, остает-
ся нерешенным. В этом смысле можно лишь
с большой осторожностью уверенно говорить
об обнаруженных предвестниках как анома-
лиях природных явлений, регулярно пред-
шествующих сейсмическому событию. Более
уместно говорить о возможных предвестни-
ках. В реальности «чаще всего наблюдаются
противоречия: иногда изменения наблюда-
ются, но землетрясение за ними не следует;
в других случаях землетрясение происходит,
хотя никаких изменений замечено не было»
[Гир, Шах, 1988].
Нельзя не упомянуть и о попытках матема-
тического моделирования процесса образова-
ния и эволюции в литосфере геологических
разрывов ― трещин [Соболев, 1993]. Наибо-
лее известные результаты в этой области: мо-
дель лавинно-неустойчивого трещинообра-
зования (ЛНТ), предложенная учеными ИФЗ
РАН, дилатантно-диффузионная (ДД) модель,
созданная их американскими коллегами, и
модель «крип» [Соболев, 1989]. Однако во-
прос о природе краткосрочных предвестни-
ков в рамках указанных моделей остается
открытым, как не увенчались успехом и по-
пытки зарегистрировать таковые перед боль-
шинством землетрясений. Оказалось, что при
детальном рассмотрении обозначенных выше
и других моделей (консолидации, неустойчи-
вого скольжения, фазовых превращений) их
преимущества перекрываются недостатками.
Сейсмологам хорошо известны глубоко
пессимистические выводы, сделанные на со-
вещании «Оценка проектов по прогнозу зем-
летрясений» 1996 г. в Лондоне. В частности,
участники совещания констатировали, что
«казавшаяся очевидной парадигма, соглас-
но которой сейсмическому событию, реали-
зующему огромную энергию, должны пред-
шествовать идентифицируемые и наблюдае-
мые предвестники, оказалась неверна. Зем-
летрясениям присуща непредсказуемость»
(R. J. Geller); «не существует физической
основы прогноза индивидуального землетря-
сения» (I. G. Main); «статистический подход
предпочтительнее исследования физических
процессов» (P. C. Leary). По нашему мнению,
последний вывод в свете предлагаемой ниже
методологической концепции заслуживает
особого внимания. Однако если внимательно
вчитаться в протоколы указанного совеща-
ния, то можно прийти к убеждению, что, не-
смотря на категоричный тон дискуссий, все
приводимые выводы сводились к констатации
сложности и слабой изученности проблемы.
И с этим нельзя не согласиться.
Комплексирование предвестников. Фор-
мулировка прогноза. У читателя может сло-
житься впечатление, что в проблеме кратко-
срочного прогноза нет возможности вырвать-
ся из заколдованного круга: куда не кинь,
всюду клин. В самом деле, уместно задаться
вопросом: исчерпаны ли возможности тради-
ционного подхода в проблеме краткосрочного
прогноза, связанного с анализом наблюдае-
мых предвестников землетрясений? Какие
шаги следует предпринять, чтобы добиться
успеха в решении проблемы?
Еще раз напомним, что процесс подго-
товки землетрясений порождает множество
предвестников различной природы и все
они связаны между собой бесчисленными
внутренними зависимостями, ускользающи-
ми от внимания сейсмологов [Савин, 2005].
Авторы методов краткосрочного прогноза,
обычно узкие специалисты, к несчастью, иг-
норируют это принципиальной важности
обстоятельство. Как правило, каждый из них
абсолютизирует значимость отдельно взятого
предвестника, что в корне ошибочно и недо-
пустимо для прогнозирования сейсмического
события [Страхов, 1989; Савин, 2010]. Такова
природа вещей. Действительно, выше обра-
щалось внимание на неустойчивость поведе-
ния предвестников по отношению к факту
реального землетрясения. Поэтому со време-
нем, казалось бы, достоверные предвестни-
ки превращаются в некие «мерцающие при-
знаки» (термин, начинающий приживаться в
сейсмологии). Эти признаки, словно призра-
ки, как блуждающие огни в пустыне, зовут и
манят путешественника в мире прогноза зем-
летрясений — мире, который ― увы! ― до сих
пор остается виртуальным.
Обратимся к формулировке прогноза, дан-
ной одним из авторов настоящей статьи как
В. Н. СТРАХОВ, М. Г. САВИН
20 Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013
ключевой при построении общей научной ме-
тодологии: «Прогноз землетрясений ― это по-
строение устойчивого целого из множества не-
устойчивых компонент» [Страхов, 1989]. Здесь
«неустойчивые компоненты» ― предвестники
землетрясений, или аномалии комплекса гео-
физических, геохимических, биологических,
метеорологических и других природных про-
цессов, предшествующих землетрясению. Ха-
рактерно, что при подобном статистическом
подходе, в основе которого лежит идея ком-
плексирования максимально возможного чис-
ла предвестников, мы сознательно уклоняемся
от обсуждения сложнейших и пока непостижи-
мых наукой процессов подготовки землетрясе-
ний. В то же время вопросы математического и
физического моделирования этих процессов,
далеко не всегда адекватные реальной ситуа-
ции в очаге землетрясения, также остаются в
стороне и не затрагивают предлагаемые мето-
дические принципы.
Уместно привести высказывание одно-
го из ведущих отчественных сейсмологов
А. В. Николаева [Николаев, 2003], которое
подтверждает и дополняет изложенные нами
аргументы (с учетом соображений, упомяну-
тых в предыдущей статье [Страхов, Савин,
2013]) и в определенном смысле предвосхи-
щает некоторые положения научного мето-
дологического подхода, сформулированного
ниже. «Эти перечисленные свойства (свой-
ства глубинных геофизических процессов,
предшествующих землетрясению: эмер-
джентность, дивергенция эволюции, смена
режимов самоорганизации и хаотизации,
возникновение катастроф ― В. Н. Страхов,
М. Г. Савин), пишет А. В. Николаев, позво-
ляют сделать общие выводы по приоритетам
ориентации фундаментальных, поисковых
геофизических исследований. Это ― ве-
дущая роль эксперимента по отношению к
теории (что совсем не отвергает огромной
роли последней), главенствующая роль де-
дуктивного принципа от общего к частному
по отношению к индукционному (что не от-
вергает важности индукционного подхода);
необходимость одновременного наблюдения
полей различной геофизической природы,
проявляющихся в различных оболочках Зем-
ли, и воздействующих на них естественных
и техногенных процессов; необходимость
глобализации систем наблюдений на основе
соображения, что если прямые воздействия
могут охватывать крупные регионы, то слож-
ные, опосредованные взаимодействия имеют
глобальный характер; необходимость иссле-
дования тонкой пространственно-временной
структуры исследуемых процессов, что
определяет необходимость создания плот-
ных пространственных систем наблюдений,
расширения частотного диапазона; смягче-
ние физических ограничений по отношению
к гипотезам, основанным на геологических
свидетельствах: идея не должна быть отвер-
гнутой только потому, что она не находит фи-
зического объяснения (не находит сегодня
― найдет завтра); презумпция возможности
возникновения необычных явлений, «чудес»,
презумпция научного оптимизма».
Структура общей научной методологии
краткосрочного прогноза. По мнению авто-
ров, одна из возможных причин неудачных
попыток краткосрочного прогноза кроется в
отсутствии научно обоснованной общей мето-
дологии. Принципы научного подхода [Стра-
хов, 2004; Савин, 2005; Страхов, Савин, 2013]
диктуют нам, что в решении любой проблемы
следует исключить условия, необходимые для
решения проблемы, и те, которые при выпол-
нении необходимых условий являются доста-
точными. Естественно, что в геофизике эти
условия не следует понимать в буквальном,
чисто математическом смысле. Кроме того,
авторы считают необходимым подчеркнуть,
что не все из выдвигаемых ниже положений,
включающих необходимые и достаточные
условия для решения проблемы краткосроч-
ного прогноза землетрясений, оригинальны.
Например, хорошо известны многолетние
обсуждения сейсмологами насущной необ-
ходимости комплексирования предвестни-
ков землетрясений, а воз и ныне там. То же
можно сказать и о создании плотной сети на-
блюдений различных геофизических полей,
способах обработки данных полевых наблю-
дений, включающих применение мощной вы-
числительной техники, и некоторых других,
не менее важных положениях. Наша цель
― попытка построения непротиворечивой и
последовательной общей методологии, иначе
говоря, программы действий, ключевая идея
которой состоит в комплексном геофизиче-
ском мониторинге земной коры и создании
искусственного интеллекта для распозна-
вания вероятности сейсмического события.
Пошаговое выполнение этой программы по-
может консолидировать совместные усилия
геофизиков и значительно повысить шансы
на достоверный краткосрочный прогноз раз-
рушительных землетрясений.
О НАУЧНЫХ ОСНОВАХ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013 21
А. Для решения проблемы краткосрочного
прогноза разрушительных землетрясений не-
обходимо выполнение следующих условий.
1. Необходимо знать (приближенно, но с
определенной точностью) расположение оча-
га готовящегося землетрясения.
2. Необходимо заранее создать комплекс-
ную наблюдательную сеть, обеспечивающую
слежение за состоянием очага готовящегося
землетрясения. Данная сеть должна обеспе-
чивать площадной мониторинг в реальном
времени 10―15 геофизических параметров,
включая слежение в окрестности очага гото-
вящегося землетрясения: а) за сейсмическим
режимом; б) гидрогеологическими и геохи-
мическими процессами (измерения в сква-
жинах); в) деформационными процессами;
г) пространственно-временным распределе-
нием геофизических полей (магнитного, элек-
тромагнитного, гравитационного и др.).
3. Получаемая с наблюдательной сети ком-
плексная информация должна передаваться в
два обрабатывающих центра: а) администра-
тивный и научный центр самой сети; б) центр
Геофизической службы РАН.
4. Обрабатывающие центры должны иметь
достаточно мощную вычислительную технику
(например, мощные кластеры из персональ-
ных компьютеров, не менее 32 компьютеров
в кластере): обработка и интерпретация всей
комплексной информации, поступающей с
наблюдательной сети, должна осуществлять-
ся в реальном времени с задержкой не более
2 часов.
5. В каждом обрабатывающем центре дол-
жен быть обширный банк данных наблюде-
ний по измерениям во времени параметров,
регистрируемых наблюдательной сетью, за
достаточно длительное время; этот банк дол-
жен содержать данные и о прошедших ранее
(в очаге, контролируемом наблюдательной се-
тью) разрушительных землетрясениях.
Б. Необходимы два достаточных условия
для обеспечения краткосрочного прогноза
разрушительных землетрясений. Приведем
два таких условия, которые в комплексе с
перечисленными в п. А необходимыми усло-
виями могут существенно повысить вероят-
ность регулярного краткосрочного прогноза
мощных (по энергии) землетрясений.
1. Должна быть создана методика рангово-
го распознавания ситуации, имеющей место
в любой момент времени в окрестности кон-
тролируемого очага разрушительного земле-
трясения.
2. Должен быть создан искусственный ин-
теллект для автоматического (без участия че-
ловека) рангового распознавания ситуации.
Методика рангового распознавания сейс-
мической ситуации состоит в том, что один
или два раза в сутки выставляется качествен-
ная характеристика сейсмической опасности.
Выделим пять таких характеристик:
а) спокойная (безопасная);
б) слабовозмущенная (вероятность воз-
никновения сильного землетрясения в тече-
ние 1―2 сут мала, менее 0,1);
в) возмущенная (вероятность возникно-
вения сильного землетрясения в течение
1―2 сут может достигать 0,3);
г) сильно возмущенная (вероятность воз-
никновения сильного землетрясения в тече-
ние 1―2 сут составляет 0,6);
д) катастрофическая (вероятность возник-
новения сильного в течение 1―2 сут составля-
ет 0,8 и выше).
Номер ситуации (ее ранг) на ближайшие
1―2 сут должен распознаваться искусствен-
ным интеллектом и выдаваться в форме табло
на экране компьютера.
Первая основная проблема состоит в том,
каким образом находится ранг ситуации? Мы
полагаем, что методика нахождения ранга
ситуации должна выполняться по двухуров-
невой системе методом распознавания обра-
зов. При этом на первом должен определяться
ранг ситуации по каждому параметру отдель-
но, на втором ― по совокупности параметров.
Ранги по отдельным параметрам опреде-
ляются методом сравнения данных по эта-
лонному параметру (за последние 5―7 сут
на каждом из пунктов наблюдений) с эталон-
ными данными. При этом последние долж-
ны формироваться по данным наблюдений в
прошлом (желательно – относящихся к тому
самому очагу, мониторинг которого осущест-
вляется в определенное время).
Вторая основная проблема состоит в фор-
мировании суммарного ранга, или номера си-
туации в целом, после того как ранги по от-
дельным параметрам найдены. Суммарный
ранг Rg∑ вычисляется как сумма рангов по
отдельным параметрам rgk, 1≤k≤n:
1
Rg rg
n
k k
k
p
=
= ,
1
1
kp
k
k
p
=
= ,
где pk ― весовые коэффициенты. Основная
трудность состоит в определении весовых ко-
эффициентов на основании «обучения» искус-
ственного интеллекта по данным прошлых лет.
В. Н. СТРАХОВ, М. Г. САВИН
22 Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013
Выделим три аспекта, с очевидностью вы-
текающих из изложенного выше.
Первый ― анализ большого количества
данных прошлых лет. Очевидно, подобный
анализ возможен только в случае, если име-
ются банки данных (по различным очагам
разрушительных землетрясений) наблюде-
ний прошлых лет.
Второй ― формирование автоматическо-
го анализа данных прошлых лет или, иначе,
специализированного искусственного интел-
лекта, способного анализировать получаемые
данные на основе «обучения» на предшеству-
ющих данных.
Третий ― возможность «переучивания» ис-
кусственного интеллекта на тех новых сейсми-
ческих событиях, которые происходят в данном
очаге с течением времени. Другими словами,
с течением времени искусственный интеллект
должен все более учитывать специфику кон-
тролируемого очага землетрясений. Авторы
надеются, что таким образом удастся преодо-
леть одно из главных затруднений, возникаю-
щих при попытках краткосрочного прогноза, а
именно учесть неповторимую индивидуальность
каждого очага готовящегося землетрясения
(координаты, глубина, вероятный фокальный
механизм, тип подвижки, магнитуда, степень
зрелости и другие параметры), а также тот факт,
что один и тот же предвестник для различных
очагов наполняется различным содержанием
[Савин, 2010], и тем самым уменьшить меру
скептицизма в отношении самого прогноза.
Подчеркнем еще одну исключительно
важную сторону дела. Речь идет о техниче-
ском оснащении тех наблюдательных сетей,
которые контролируют состояние наблюда-
тельных сетей, осуществляющих геофизиче-
ский мониторинг в данном очаге в реальном
времени. Оборудование наблюдательных се-
тей должно быть единообразным, цифровым,
должно обеспечивать возможность оператив-
ной передачи данных в центр наблюдатель-
ной сети; кроме того, быть автономным, т. е.
не требующим частого контроля человеком
во времени. Естественно, что и вычислитель-
ная техника (кластеры из мощных компьюте-
ров), на которой будут обрабатываться дан-
ные, должна быть единообразной.
Решение проблемы краткосрочного прогно-
за разрушительных землетрясений описанным
выше способом потребует больших финансо-
вых вложений ― от 10 до 15 млрд руб. Ввиду
большой сложности проблемы срок реализа-
ции соответствующего проекта 10―15 лет.
Заключение. Цель предлагаемого автора-
ми способа площадного мониторинга очагов
готовящихся разрушительных землетрясений
― построение научной основы для создания
Федеральной программы по краткосрочно-
му прогнозу землетрясений, необходимость
в которой давно назрела. Весьма актуально
незамедлительное создание, обсуждение и
принятие на всех уровнях подобной програм-
мы, поскольку по оценкам сейсмологов в бли-
жайшее время в России ожидается усиление
сейсмической активности, что чревато эколо-
гическими катастрофами и потребует приня-
тия специальных мероприятий по спасению
населения.
Авторы убеждены в принципиальной воз-
можности решения проблемы краткосрочно-
го прогноза катастрофических землетрясе-
ний путем создания соответствующей про-
гностической системы, объединяющей сети
инструментальных наблюдений и Центр сбо-
ра и обработки данных. Одним из косвенных
подтверждений работоспособности предло-
женного метода может служить успешный
краткосрочный прогноз упомянутого разру-
шительного землетрясения в г. Хайчен (1975),
который стал возможен именно благодаря
комплексному подходу ― измерению и опера-
тивной обработке данных сейсмологической
службой Китая по максимально возможному
количеству предвестников самой различной
природы, в том числе по форшоковой актив-
ности.
Изложенные научные положения есте-
ственно рассматривать как развитие на со-
временном научно-техническом уровне тра-
диционного подхода к проблеме уменьшения
сейсмической опасности, а именно в русле
краткосрочного прогноза землетрясений. В
совокупности эти положения образуют метод
краткосрочного прогноза разрушительных
землетрясений, удовлетворяющий междуна-
родным стандартам, в том числе требовани-
ям Сейсмологического общества США: он
должен обеспечить ожидаемую магнитуду с
определенным допустимым отклонением, хо-
рошо определенную зону эпицентра, диапа-
зон времени, когда произойдет сейсмическое
событие (от недели до нескольких часов), и
вероятность того, что оно действительно про-
изойдет.
Шансы на успешное решение проблемы в
общей постановке неизбежно возрастут, если
дополнительно к данному способу и парал-
лельно с ним рассматривать вопросы разгруз-
О НАУЧНЫХ ОСНОВАХ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Геофизический журнал № 2, Т. 35, 2013 23
ки тектонических напряжений путем ини-
циации искусственными источниками слабой
сейсмичности в области предполагаемого оча-
Аки К., Ричардс П. Количественная сейсмология:
теория и методы. ― Москва: Мир, 1983. ― Т. 1.
— 520 с. — Т. 2. — 360 с.
Болт Б. В глубинах Земли. ― Москва: Мир, 1984.
― 189 с.
Войтов Г. И., Попов Е. А. Геохимический прогноз
землетрясений // Природа. ― 1989. ― № 12. ―
С. 60―64.
Гир Дж., Шах Х. Зыбкая твердь. ― Москва: Мир,
1988. ― 221 с.
Гульельми А. В., Зотов О. Д. О магнитных возмуще-
ниях перед сильными землетрясениями // Фи-
зика Земли. ― 2012. ― № 1. ― С. 1―4.
Друмя А. Землетрясения: где, когда, почему? ― Ки-
шинев: Штиинца, 1985. ― 195 с.
Кейлис-Борок В. И. Повторный сильный толчок
землетрясений: прогноз возможен // Наука в
России. ― 1992. ― № 1. ― С. 60―63.
Николаев А. В. Черты геофизики ХХI века. ― Мо-
сква: Наука, 2003. ― С. 7―12.
Рейснер Г. И. Почему ошиблась карта // Природа. ―
1989. ― № 12. ― С. 12―19.
Савин М. Г. Лечу землетрясения. Услуги платные
// Химия и жизнь. — 2005. ― № 11. ― С. 8—13.
га готовящегося разрушительного землетря-
сения. Эти вопросы станут предметом нашей
следующей заключительной статьи.
Список литературы
Савин М. Г. Несостоявшиеся землетрясения // Хи-
мия и жизнь. — 2010. ― № 12. ― С. 18—21.
Савин М. Г., Рокитянский И. И. Способ монито-
ринга очагов землетрясений // Геофиз. журн. —
2011. ― 33, № 3. — С. 129—143.
Соболев Г. А. Основы прогноза землетрясений. —
Москва: Наука, 1993. — 313 с.
Соболев Г. А. Проблема прогноза землетрясений //
Природа. — 1989. ― № 12. — С. 47—55.
Соломатина Э. К. Предвидеть земную бурю // Нау-
ка в СССР. — 1990. ― № 1. — С. 5—13.
Страхов В. Н. Как геофизики должны осущест-
влять краткосрочный прогноз // Геофизика. —
2004. ― № 6. — С. 3—13.
Страхов В. Н. К новой парадигме сейсмологии //
Природа. — 1989. ― № 12. — С. 4—9.
Страхов В. Н., Савин М. Г. Уменьшение сейсми-
ческой опасности: упущенные возможности //
Геофиз. журн. — 2013. ― 35, № 1. ― С. 4―11.
Wang K., Chen Fu. Predicting the 1975 Hakheng
Eartquake // Bull. Seismol. Soc. Amer. — 2006. —
№ 96. — P. 757—795.
|