***** 1 - Научный Центр Оперативного Мониторинга Земли

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: ntsomz@ntsomz.ru
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.