Г. А. Соболев1, Ю. С. Тюпкин2, А. Д. Завьялов1
1Институт сейсмологии ОИФЗ РАН, Москва
2Национальный геофизический комитет РФ, Москва
Kosobokov and Keilis-Borok, 1990; Gabrielov et al., 1986] использованы комплексы сейсмологических параметров. В большинстве из упомянутых работ значимость аномалий в слабой сейсмичности доказывается с позиций статистики.
Алгоритм КОЗ (Карта Ожидаемых Землетрясений) среднесрочного прогноза землетрясений был разработан 15 лет назад [Sobolev et al., 1991] и прошел апробацию на материале каталогов различных сейсмоактивных регионов мира: Кавказ, Камчатка, Туркмения, Киргизия, Южная Калифорния, Северо-Восточный и Юго-Западный Китай. Он позволяет рассчитывать карты пространственных распределений условной вероятности возникновения землетрясений с энергетическими классами K~Kпр, используя комплекс геолого-геофизических прогностических признаков как стационарных (или слабо меняющихся в течение периода наблюдений и времени подготовки сильного землетрясения), так и нестационарных.
Основу алгоритма КОЗ составляет принцип пространственно-временного сканирования каталога землетрясений в рамках исследуемого сейсмоактивного региона и последующего выделения областей повышенной вероятности ожидания сильного землетрясения, рассчитанной по известной формуле Байеса для совокупности параметров. При этом все прогностические признаки представляются в виде пространственно-временных распределений аномальных отклонений от соответствующего долговременного (фонового) уровня, нормированных на величину среднеквадратичной ошибки его определения, и имеют ретроспективные статистические оценки эффективности прогноза для выбранных уровней тревоги.
Параметр RTL представляет собой произведение трех функций: эпицентральной R, временной T и учитывающей размер очага землетрясения L [Sobolev and Tyupkin, 1997]. Значения RTL рассчитываются в окрестности анализируемого сильного землетрясения J, характеризуемого координатами x, y, z, временем появления t, и магнитудой M (или энергетическим классом K).
Функции R, T и L имеют безразмерный вид и приводятся к единичной дисперсии для удобства их использования в различных комбинациях. Примеры, приводимые в настоящей статье, даны при вычислении прогностического параметра RTL как произведения этих трех функций. В этом случае сейсмическому затишью соответствует уменьшение величины прогностического параметра RTL, а форшоковая активизация - его возрастанию после минимума.
В результате анализа карт ожидаемых землетрясений для Камчатки и Греции за 20- летний период установлено, что эффективность прогноза землетрясений с магнитудой больше M > 5.5 (энергетического класса K > 13.5) в среднем в 4 раза выше случайного угадывания в предположении, что землетрясения подчиняются закону Пуассона. При этом суммарная площадь зон тревоги не превышает 22% от площади, на которой происходит хотя бы одно землетрясение в год.
Эти данные получены при интервале прогноза в 5 лет для Камчатки и 7 лет для Греции. Использование прогностического параметра RTL, по-видимому, может сократить этот интервал. Небольшой пока опыт прогноза землетрясений с М~7 с использованием этого параметра по 4-м землетрясениям ретроспективно (3 - на Камчатке и Спитакское в Армении) и 3-м в реальном времени (2 - на Камчатке и 1- в Греции), показывает, что значимые аномалии выделяются в интервале от месяца до 3-х лет перед прогнозируемым землетрясением.
Произошедшие сильные землетрясения на Камчатке 21 июня 1996г., М = 7.1 и 5 декабря 1997г., М = 7.7 и в Греции 18 ноября 1997г., М = 6.7 подтвердили возможности прогноза вперед с использованием методик КОЗ и RTL. Эти землетрясения попали в зоны 70% вероятности на картах ожидаемых землетрясений. Во всех случаях прогнозируемые землетрясения возникли не в центре соответствующих аномальных областей, имеющих линейные размеры порядка 100 км, а на их периферии. Землетрясение 21 июня 1996г. произошло через 1 месяц после официального прогностического сообщения. Землетрясение 5 декабря 1997г. произошло через 16 месяцев после официального прогностического сообщения. Прогноз магнитуды будущего землетрясения по изложенным методикам допускает существенные ошибки. Так, по методике КОЗ прогнозируются все землетрясения с магнитудой М ~ 5.5. Возможные пределы ошибок в прогнозе магнитуды по методике RTL пока оценить трудно.
Авторы полагают, что совместное использование методик КОЗ и RTL позволит улучшить прогнозирование всех трех вышеназванных параметров.
Основные результаты настоящей статьи с демонстрацией карт и графиков были доложены на 29-ой Генеральной Ассамблее Международной Ассоциации по Сейсмологии и Физике Недр Земли (IASPEI) в августе 1997г. (г. Салоники, Греция) [Sobolev et al., 1997]. В настоящей статье они дополнены двумя сильными землетрясениями, произошедшими в 1997г. после Ассамблеи, а именно: 18 ноября с М = 6.7 в Греции и 5 декабря с М = 7.7 на Камчатке.