Трехмерные модели разломов, как правило, более точны, чем двухмерные линейные модели, при отправке предупреждений о сотрясении грунта в нужные области в рамках системы раннего предупреждения о землетрясениях, согласно новому исследованию.
Преимущества 3D-моделей разломов различаются в зависимости от типа разлома (например, сдвиг по сравнению с обратным разломом), от того, является ли событие субдукционным или коровым землетрясением, а также от уровня сотрясения, вызывающего тревогу, по словам Джессики Мюррей и ее коллег из Геологической службы США.
Они предполагают, что 3D-модели будут лучше 2D-моделей для порога оповещения MMI 4.5, а это означает, что оповещение будет срабатывать при тряске, превышающей категорию интенсивности «легкая», когда большинство людей в помещении почувствуют некоторую дрожь. В их исследовании 3D-модели также значительно повысили точность предупреждений для всех землетрясений в зоне субдукции при пороговых значениях MMI 4,5 и MMI 2,5 (слабое движение ощущается только несколькими людьми).
Выводы исследования могут быть полезны для систем раннего предупреждения о землетрясениях, таких как ShakeAlert на западном побережье США, отмечают исследователи в Бюллетене сейсмологического общества Америки.
На данный момент алгоритмы ShakeAlert используют сейсмические данные для описания источника землетрясения как точки или линии. Но исследователи уже ищут способы включения исходной 3D-информации, полученной из данных о смещении разломов, собранных Глобальными навигационными спутниковыми системами (GNSS), в ShakeAlert..
«Ожидалось, что такая информация улучшит оповещение, потому что она предложит лучшую характеристику крупных очагов землетрясений по сравнению с точечными источниками», - пояснил Мюррей.«Это предположение не исследовалось с точки зрения того, как более реалистичная характеристика источника может быть преобразована в оценки движения грунта, поэтому мы решили сделать это».
В своем исследовании исследователи использовали синтетические данные, полученные из гипотетических трехмерных и линейных источников. В то время как 3D-модели источников в целом были более точными, чем линейные источники для оповещения о правильных регионах, улучшение, обеспечиваемое 3D-моделями, было наиболее заметным для землетрясений на границе субдукции. Исследователи также обнаружили некоторые интересные результаты в более подробном наборе результатов. Например, при пороге оповещения MMI 2.5 результаты для сдвигового или обратного землетрясения земной коры одинаковы независимо от того, используются ли трехмерные представления или представления точечного источника, при условии, что местоположение, магнитуда и глубина до вершины сейсмического разрыва хорошо известны. -известно.
В этом случае добавление 3D-представления не даст больших преимуществ по сравнению с представлением точечного источника, говорят исследователи, хотя данные GNSS могут быть полезны в местах с плохим покрытием сейсмическими станциями или перебоями в сейсмических данных, как в Последовательность землетрясений в Калифорнийском Риджкресте в 2019 году.
Мюррей и его коллеги также отметили, что если используется представление линейного источника и магнитуда землетрясения рассчитывается на основе оценочной длины, неправильная длина может значительно снизить точность области предупреждения.
«Расчетное движение грунта зависит как от магнитуды землетрясения, так и от расстояния пользователя до источника, поэтому неудивительно, что одновременное изменение обоих этих параметров сильно повлияет на результаты оповещения», - сказал Мюррей..
Когда оценки магнитуды, сделанные на основе моделей линейных источников в ShakeAlert, не совпадают с магнитудой землетрясений из каталога, это может отражать «фактические изменения падения напряжения, которые, в свою очередь, могут повлиять на сотрясение», добавила она. «Особенно важно продолжить изучение этой темы, используя данные реальных событий, что является одним из направлений нашей текущей работы».