Наука и технологические разработки: статья

МАСШТАБНАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ВОЗМОЖНЫЙ АЛГОРИТМ ИХ ПРОГНОЗА
Д.Г. Таймазов 1,2
1 ФИЦ “Единая геофизическая служба РАН”
2 Институт геологии Дагестанского ФИЦ РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 101
Номер: 4
Год: 2022
Страницы: 5-32
УДК: 550.343
DOI: 10.21455/std2022.4-2
Ключевые слова: энергетический класс землетрясений, зона подготовки, сейсмический цикл, вектор признаков, фокальный механизм, весовые коэффициенты, ретропрогноз, машинное обучение
Аннотация: Описывается предлагаемый автором алгоритм прогноза координат очагов, энергетических классов и времени реализации ожидаемых сильных землетрясений в заданных энергетических и пространственно-временных пределах. Он основан на самоподобии сейсмического процесса в широком энергетическом диапазоне и включает в себя формирование из сейсмического каталога по контролируемой территории выборки относительно сильных землетрясений. В зонах их подготовки определяется характер распределения эпицентров слабых землетрясений представительных классов, произошедших в течение последних десяти сейсмических циклов – векторы признаков. Они приводятся к масштабно-инвариантному виду и служат в качестве “образцов” для сопоставления с определяемыми по каталогу векторами признаков прогнозируемых (виртуальных) землетрясений. При наличии достаточной информации к векторам признаков добавляются параметры тензоров средних механизмов очагов для каждой зоны подготовки с учетом их весовых коэффициентов. Прогноз предполагается осуществлять методом наименьших квадратов (МНК) исходя из критерия наилучшего соответствия всех параметров для виртуальных землетрясений и “образцов”. В алгоритме предусмотрено тестирование путем ретроспективного прогнозирования и создание для его реализации компьютерной программы с машинным обучением. В ходе тестирования определяются ожидаемые погрешности в оценках прогнозируемых параметров.
Список литературы: Агекян Т.А. Основы теории ошибок для астрономов и физиков. М.: Наука, 1972. 172с.

Викулин А.В. Рецензия на статью П.П. Фирстова, Г.Н. Копыловой, А.В. Соломатина и Ю.К. Серафимовой “О прогнозировании сильного землетрясения в районе полуострова Камчатка”, опубликованную в журнале “Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле” (2016. № 4. Вып. 32. С.106−114) // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2017а. № 1 (33). С.96−98.

Викулин А.В. О долгосрочном сейсмическом прогнозе С.А. Федотова // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2017б. № 3 (35). С.68–86.

Добровольский И.П. Теория подготовки тектонического землетрясения. М.: ИФЗ РАН, 1991. 217 с.

Лукк А.А., Нерсесов И.Л., Юнга С.Л. Временные вариации механизма очагов землетрясений Гармского района // Физика Земли. 1980. № 2. С.10–21.

Прогноз землетрясений, № 3. Душанбе; Москва: Дониш, 1984. 216 с.

Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений. М.: Наука, 1976. С.9−27.

Садовский М.А., Писаренко В.Ф. О зависимости времени подготовки землетрясения от его энергии // Докл. АН СССР. 1983. Т. 271, № 2. С.330–333.

Соболев Г.А. Методология, результаты и проблемы прогноза землетрясений // Вестник Российской академии наук. 2015. Т. 85, № 3. С.203–208.

Таймазов Д.Г. Механика подготовки тектонического землетрясения: обобщенная модель // Доклады Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДагНЦ РАН. Махачкала: ДагНЦ РАН, 2002. С.296–314.

Таймазов Д.Г. Способ прогнозирования сильных землетрясений / Пат. № 2282220 Российская Федерация, МПК G01V 1/00, заявитель и патентообладатель Таймазов Д.Г. № 2004113338/28, заявл. 29.04.2004, опубл. 20.08.2006. Бюл. № 23.

Таймазов Д.Г. Способ прогнозирования землетрясений / Пат. № 2325673 Российская Федера-ция, МПК G01V 1/00, заявитель и патентообладатель Таймазов Д.Г. № 2006130579/28, за-явл. 24.08.2006, опубл. 27.05.2008. Бюл. № 15.

Таймазов Д.Г. О возможности прогноза землетрясений по повторным площадным наблюдениям высокочастотных сейсмических шумов // Тр. Ин-та геологии ДагНЦ РАН. 2020. № 4 (83). С.75–81. https://doi.org/10.33580/2541-9684-2020-83-4-75-81

Таймазов Д.Г., Таймазов М.Д. Способ прогнозирования тектонических землетрясений / Пат. № 2660771 Российская Федерация, МПК G01V 1/00, G01V 9/00, заявитель и патентообладатель ФИЦ Единая геофизическая служба РАН. № 2016146897, заявл. 29.11.2016, опубл. 09.07.2018. Бюл. № 19.

Таймазов Д.Г., Сиражудинов М.М., Кадиев Р.И. Определитель параметров деформационных аномалий в земной коре по площадным наблюдениям геополей / Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, рег. № 2016663005 от 28.11.2016. М.: Роспатент, 2016.

Томилин Н.Г., Дамаскинская Е.Е., Павлов П.И.Статистическая кинетика разрушения горных пород и прогноз сейсмических явлений // Физика твердого тела. 2005. Т. 47, № 5. С.955–959.

Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука, 1968. С.121–150.

Федотов С.А. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги. М.: Наука, 2005. 302 с.

Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Прогнозирование землетрясений на Камчатке / Отв. ред. А.В. Николаев. М.: Светоч Плюс, 2011. 304 с.

Dobrovolsky I.P., Zubkov S.I., Miachkin V.I. Estimation of the size of earthquake preparation zones // Pure Appl. Geophys. 1979. V. 117, Iss. 5. P.1025–1044. https://doi.org/10.1007/BF00876083

Gutenberg B., Richter C.F. Frequency of earthquakes in California // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1944. V. 34, N 4. P.185–188. https://doi.org/10.1785/BSSA0340040185

NCEDC. Northern California Earthquake Data Center. UC Berkeley Seismological Laboratory, Da-taset, 2014. http://ncedc.org/anss/catalog-search.html. https://doi.org/10.7932/NCEDC

Schorlemmer D., Wiemer S., Wyss M. Variations in earthquake-size distribution across different stress regimes // Nature. 2005. V. 437. P.539–542. https://doi.org/10.1038/nature04094