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6 Dicembre 2007

Un approccio evolutivo e probabilistico per la stima in tempo reale della magnitudo finalizzato ad applicazioni di Early-Warning sismico

Relatore: Maria Lancieri, ricercatore INGV- Osservatorio Vesuviano, Sezione di Napoli
(seminario ore 11:00 presso sede dell'Osservatorio Vesuviano, in Via Diocleziano 328 (Sala Mercalli))

Abstract

E' stato dimostrato che la parte iniziale del segnale relativo alle onde P ed S è in grado di fornire informazioni circa la magnitudo finale di un terremoto. Tale osservazione apre nuove prospettive sulla determinazione in tempo reale dei paramentri di sorgente. Nel presente seminario verrà descritto un approccio evolutivo e probabilistico per la stima in tempo reale della magnitudo finalizzato ad applicazioni di Early-Warning sismico. La tecnica si basa su leggi di predizione empiriche che correlano il picco di spostamento a basse frequenze, letto in pochi secondi dopo l'arrivo della fase P ed S, e la magnitudo finale dell'evento. Tale correlazione è stata dimostrata attraverso l'analisi di 256 terremoti crostali, con range di magnitudo [4-7.1], localizzati lungo l'intero arcipelago Giapponese. Il picco di spostamento misurato su di una finestra di 2 secondi dall'arrivo della fase P correla con la magnitudo nell'intervallo M=[4-6.5], mentre un possibile effetto di saturazione viene osservato per mangnitudo superiori a 6.5. Tale effetto scompare nel momento in cui le letture vengono effettuate su finestre di 4 secondi. I picchi letti sulla fase S mostrano una correlazione con la magnitudo nell'intero range [4-7.1] anche per finestre di durata pari ad un secondo dall'arrivo della fase S. La diversa correlazione con la magnitudo dei picchi P ed S letti in finestre di 2 secondi può essere spiegata in termini di diversa superficie di frattura "fotografata" delle porzioni iniziali delle onde di volume. E' stata sviluppata una tecnica per stimare la funzione densità di probabilità (PDF) della magnitudo in funzione del tempo a partire dalla detezione dell'evento. La magnitudo predetta corrisponde al massimo della PDF, mentre l'incertezza è data dal valore della funzione cumulativa della PDF stimato per un intervallo di confidenza del 95%. Il metodo è stato applicato all'evento del 2007 avvenuto nella penisola di Noto (Giappone) (Mjma=6.9) e all'evento di Kobe (Giappone) del 1995 (Mjma=7.3). I risultati del nostro studio possono essere riassunti nella seguente maniera: - L'algoritmo probabilistico fondato su di un modello predittivo dato dalla legge di correlazione tra i picchi di spostamento e la magnitudo finale è in grado di fornire una stima veloce e robusta della mangitudo dell'evento. -L'informazione disponibile dopo pochi secondi dall'arrivo della fase P ad una rete sismica è utile per predire quantità di picco del moto del suolo, con un’ incertezza confrontabile a quella derivata statisticamente dalla legge di attenuazione, ad un target posto a distanze regionali. - I dati S registrati in near-source possono essere usati congiuntamente ai dati P in sistemi regionali di early-warning sismico, incrementando l'accuratezza e l'affidabilità della stima della magnitudo.