3D-модели разломов повышают точность оповещений систем раннего предупреждения о землетрясениях

Трехмерные модели разломов в целом более точны, чем двумерные линейные модели, для отправки оповещений о сотрясениях грунта в правильные районы в рамках системы раннего предупреждения о землетрясениях. Преимущества 3D-моделей варьируются в зависимости от типа разлома, характера события (субдукционное или внутрикоровое землетрясение) и уровня сотрясения, запускающего оповещение.

Исследователи из Геологической службы США (USGS) во главе с Джессикой Мюррей предполагают, что 3D-модели будут улучшением по сравнению с 2D для порога срабатывания оповещения в MMI 4.5 ("легкое" сотрясение, ощущаемое большинством людей внутри помещений). В их исследовании 3D-модели также существенно повысили точность оповещений для всех землетрясений в зонах субдукции при порогах MMI 4.5 и MMI 2.5 (слабое сотрясение, ощущаемое лишь немногими). Эти выводы могут быть полезны для таких систем, как ShakeAlert на западном побережье США.

В настоящее время алгоритмы ShakeAlert используют сейсмические данные для характеристики источника землетрясения как точки или линии. Однако ученые уже изучают способы включения 3D-информации об источнике, полученной из данных о смещении по разлому с помощью спутниковых навигационных систем (GNSS). "Ожидалось, что такая информация улучшит оповещение, поскольку даст лучшую характеристику источников крупных землетрясений по сравнению с точечным источником", — пояснила Мюррей.

Исследование, опубликованное в Bulletin of the Seismological Society of America, показало, что улучшение от использования 3D-моделей наиболее выражено для землетрясений на границе субдукции. При этом для коровых землетрясений сдвига или сброса при пороге MMI 2.5 результаты схожи при использовании 3D или точечного источника, если хорошо известны местоположение, магнитуда и глубина до верха разрыва. В таком случае 3D-представление не даст значительного преимущества, хотя данные GNSS могут быть полезны в районах с плохим покрытием сейсмическими станциями.

Мюррей и коллеги также отметили, что если используется линейная модель источника, а магнитуда землетрясения рассчитывается из предполагаемой длины, то неверная оценка длины может значительно снизить точность определения региона для оповещения. "Расчетное движение грунта зависит как от магнитуды землетрясения, так и от расстояния пользователя до источника, поэтому неудивительно, что одновременное изменение обоих этих параметров сильно влияет на результаты оповещения", — сказала Мюррей. Она добавила, что дальнейшее изучение этой темы на данных реальных событий является одной из целей их текущей работы.