Выпуск 15

В работе рассматривается модель квазистатической трещины с нелинейным взаимодействием берегов. На основе этой модели обсуждаются интенсивно изучаемые в последнее время предвестники землетрясений, основанные на статистических аномалиях сейсмического режима (взрыв афтершоков).

Эволюция сейсмоактивного разлома представляется как марковский процесс с дискретным временем на множестве состояний X, {Z→N}, где Z – множество целых чисел, N – конечное множество. Описаны три модели, отражающие аспекты сейсмического процесса: сейсмический режим, эволюцию напряженного состояния разлома, возникновение отдельного землетрясения. Рассмотрены режимы поведения этих моделей.

Введена сквозная шкала магнитуд для мирового каталога землетрясений Геологической службы США. Для землетрясений с M ≥ 5 изучены свойства положительного влияния, обнаружено подобие явления группирования для различных магнитуд в диапазоне M ≥ 5–8. Карта пространственного распределения степени группирования землетрясений сравнивается с другими геофизическими полями. Построен алгоритм выделения роев с динамическими порогами.

Исследовано изменение параметров ортогональной регрессии магнитуд M_S и m_b во времени. Отклонение фоновых землетрясений от прямой регрессии – крипекс – закономерно изменяется в период подготовки сильных землетрясений. Пространственное распределение крипекса интерпретируется посредством влияния преобладающего типа очагов в регионе (взбросы–сдвиги–сбросы) и величины теплового потока.

Рассматриваются долгосрочные сейсмологические предвестники Италии. Проведен ретроспективный прогноз землетрясений M ≥ 6.3 модифицированным предвестником взрыв афтершоков, предвестником рои. На его основе сделан успешный прогноз землетрясений 1980 г.

Исследовалось существование долгосрочного предвестника взрыв афтершоков для сильнейших землетрясений основных сейсмоактивных регионов СССР. При отсутствии ложных тревог пять из восьми сильных землетрясений предварялись этим предвестником.

Землетрясение 1976 г. в Таншане (М = 7.9) предваряется предвестниками типа взрыв афтершоков (В) и сигма (Σ) при априорном выборе их параметров. В частности, эти предвестники были генерированы землетрясением 1975 г. в Хайчэне (М = 7.4) вместе с его афтершоками.

Найдено совместное распределение двух статистик – числа предсказанных землетрясений и числа предвестников, их предсказавших, при условии, что оба потока случайны во времени и независимы. Полученное распределение позволяет анализировать значимость данной нулевой гипотезы. Анализ проведен на примере предвестника взрыв афтершоков в пяти регионах мира.

Исследуется возможность прогноза места землетрясений с M ≥ 5.0 в Западных Альпах по схеме морфоструктурного районирования и комплексу геолого-геоморфологических данных с помощью алгоритмов распознавания.

Работа посвящена уточнению решения задачи о местах сильнейших землетрясений Тихоокеанского сейсмического пояса. На основании оценок неслучайности и достоверности классификаций уточнено определение «сильнейших землетрясений» как землетрясений с магнитудой M ≥ 8.0. Кроме того, из класса алгоритмов, решающих эту задачу, выбран один (алгоритм Хемминга), классификация с помощью которого наиболее неслучайна и достоверна.

В статье дается описание файла на магнитной ленте, содержащего информацию о схемах морфоструктурных линеаментов шести сейсмических регионов, а также соответствующего математического обеспечения.

Описывается автоматизированная система обработки сейсмологических данных. Данные представляют собой каталоги землетрясений различных регионов мира и содержат порядка 10⁶ байт информации. Математическое обеспечение, входящее в состав системы, включает в себя, в частности, программы статистической обработки каталогов, программы, реализующие алгоритмы обнаружения предвестников землетрясений. Простота эксплуатации системы делает возможным ее использование широким кругом пользователей, ведущих исследования в области прогноза землетрясений.

С помощью метода функций Грина получено решение задачи об определении коэффициентов отражения и преломления поверхностной волны (Рэлея или Лява) при наклонном падении на криволинейную границу контакта вертикально-неоднородных сред. Для частного случая нормального падения волны Лява на наклонный уступ, образуемый нижней границей слоя, проведены модельные расчеты, по результатам которых сделаны выводы о влиянии угла наклона границы на коэффициенты отражения и преломления.

Рассмотрены вопросы выбора оптимальных характеристик источника при возбуждении крутильных колебаний в реальных средах. Показана возможность использования виброзондирования крутильными колебаниями при поисках нефтегазоносных структур и при долговременных сейсмических наблюдениях для прогноза землетрясений.

Рассматриваются установившиеся гармонические колебания в горизонтально-однородном полупространстве от поверхностного крутильного виброисточника. Показано, что они представляют собой положение стоячих волн и конечного числа бегущих цилиндрических волн Лява. Описывается энергетический поток в среде.

Описываются установившиеся гармонические колебания в горизонтально-однородном полупространстве от глубинного плоского крутильного виброисточника. Решается задача определения параметров среды по наблюдениям на поверхности. Рассмотрен также метод определения локальных параметров среды по наблюдениям вблизи виброисточника.

Описан способ асимптотического решения обратной задачи сейсмологии: определения скоростного разреза Земли по частотам ее собственных сфероидальных колебаний. Уточнена формула инверсии, на модельном примере и экспериментальных данных продемонстрирована возможность получения дополнительных ограничений на возможный скоростной разрез нижней мантии Земли.

Сформулирована обратная задача механики. При больших энергиях доказаны теоремы единственности и устойчивости в этой задаче. По результатам и методам работа примыкает к исследованиям в обратной кинематической задаче сейсмики и в задаче интегральной геометрии на геодезических.

Описан алгоритм разделения неразрешенных в спектре гармоник, реализующий нахождение оценок максимального правдоподобия для частот и коэффициентов затухания. Эффективность алгоритма исследована на модельных примерах. Проведен анализ длиннопериодных колебаний Земли, включающих основной тон ₀S₂ и ядерные колебания. По записям длительностью до 30 ч удалось получить все пять линий, образующих мультиплет ₀S₂, и уверенно выделить ряд колебаний, отвечающих, по-видимому, ядерным колебаниям, в интервале периодов от 60 до 120 мин.

В работе рассматривается методика статистического синтеза алгоритмов обнаружения сейсмических сигналов на фоне сейсмических помех, реализуемых на микро-ЭВМ в реальном масштабе времени. Используется адаптивный подход, что позволяет создать алгоритмы, подстраивающиеся к изменению сейсмических помех и учитывающие особенности сейсмограмм, типичных для землетрясений данного региона.

Работа посвящена анализу методов оценки вероятностей ошибок для алгоритмов распознавания образов. Основное внимание уделяется оценке по обучающим выборкам. Рассматриваются параметрические методы, использующие предположение о нормальности классов и соответствующие формулы для вероятностей ошибок и непараметрические методы, не требующие априорной информации о классах. Различные методики оценки вероятностей ошибок опробованы на модели и реальных данных задачи прогноза места сильных землетрясений.

При обнаружении сейсмического сигнала на фоне сейсмической помехи с помощью ЭВМ в реальном масштабе времени предлагается использовать обеляющий фильтр, параметры которого вычисляются на основе аппроксимации сейсмической помехи авторегрессионным процессом. Приводятся результаты опробования предложенного алгоритма обнаружения на модельных примерах и реальных сейсмограммах.