Καθορισμός και προσομοίωση χρόνων επανάληψης ισχυρών σεισμών στον Ελληνικό χώρο με τη χρήση στοχαστικών μοντέλων
Authors: Κουρούκλας Χρήστος 
Published: March 2023

Ο καθορισμός του μέσου χρόνου επανάληψης ισχυρών σεισμών που συνδέονται με συγκεκριμένο ρήγμα ή τμήμα αυτού και πάνω από ένα ορισμένο μέγεθος αποτελεί απαραίτητη παράμετρο για την μελέτη της χρονικής συμπεριφοράς των ισχυρών σεισμών και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δεδομένο εισόδου σε μελέτες εκτίμησης της σεισμικής επικινδυνότητας μίας συγκεκριμένης περιοχής. Χρησιμοποιώντας τον μέσο χρόνο επανάληψης κάθε ρήγματος είναι δυνατόν να εφαρμοσθούν στατιστικά μοντέλα με σκοπό την εκτίμηση της πιθανότητας γένεσης του επόμενου ισχυρού σεισμού του εκάστοτε ρήγματος σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ο καθορισμός του κατωφλιού μέγεθος πάνω από το οποίο οι ενδιάμεσοι χρόνοι της σεισμικότητας είναι στατιστικά ανεξάρτητοι είμαι μία σημαντική παράμετρος πριν την εφαρμογή των στατιστικών μοντέλων. Το κατώφλι αυτό καθορίστηκε σε διακριτές περιοχές του ελληνικού χώρου με εφαρμογή μεθόδων ανάλυσης χρονοσειρών και συνδέθηκε με σεισμούς ενδιάμεσου μεγέθους, διασφαλίζοντας την στατιστική ανεξαρτησία των διαστημάτων επανάληψης των ισχυρών σεισμών του ελληνικού χώρου. Οι περιπτώσεις όπου τα διαθέσιμα διαστήματα επανάληψης ισχυρών σεισμών που συνδέονται με συγκεκριμένο ρήγμα έχουν έναν ικανοποιητικό αριθμό για το στατιστικό καθορισμό του μέσου χρόνου επανάληψης είναι ιδιαίτερα περιορισμένες. Για αυτό το λόγο εφαρμόσθηκε η μέθοδος της διατήρησης της σεισμικής ροπής για τον καθορισμό του μέσου χρόνου επανάληψης. Η μέθοδος εφαρμόσθηκε στο σύνολο των 191 κύριων ρηγμάτων του ελληνικού χώρου και των γειτονικών περιοχών του που καθορίστηκαν. Τα διαστήματα εμπιστοσύνης των εκτιμήσεων του μέσου χρόνου επανάληψης εκτιμήθηκαν επίσης με δύο διαφορετικές προσεγγίσεις. Τα αποτελέσματα των εκτιμήσεων δείχνουν συμφωνία μεταξύ των μεθόδων στην πλειοψηφία των περιπτώσεων των 191 ρηγμάτων. Τα διαστήματα εμπιστοσύνης δείχνουν μία τάση χαμηλής περιοδικότητας του μέσου εκτιμώμενου χρόνου επανάληψης της διάρρηξης των ρηγμάτων που σαν αποτέλεσμα έχουν τη γένεση ισχυρών σεισμών. Τα αποτελέσματα των εκτιμήσεων αυτών χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια για την εφαρμογή δύο στατιστικών κατανομών, της εκθετικής κατανομής που αντιπροσωπεύει το μακράς διάρκειας χρονο-ανεξάρτητο μοντέλο γένεσης ισχυρών σεισμών και της κατανομής πρώτης μετάβασης της κίνησης Brown που αντιπροσωπεύει ένα μακράς διάρκειας χρονο-εξαρτώμενο μοντέλο ανανέωσης, με στόχο την εκτίμηση των πιθανοτήτων γένεσης των επόμενων ισχυρών σεισμών που συνδέονται με τα κύρια ρήγματα του ελληνικού χώρου και των γειτονικών του περιοχών. Επιπλέον, εφαρμόσθηκε αλγόριθμος προσομοίωσης της σεισμικότητας σε επιλεγμένες ζώνες διάρρηξης του ελληνικού χώρου για την αναπαραγωγή αντιπροσωπευτικών καταλόγων σεισμικότητας για κάθε ζώνη διάρρηξης, που θα καλύπτου διάστημα 10 χιλιάδων ετών. Στόχος αυτής της εφαρμογής είναι η ποσοτική στατιστική ανάλυση του μέσου χρόνου επανάληψης των ισχυρών σεισμών. Από τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης προκύπτει ότι η χρονο-εξαρτώμενη προσέγγιση μοντελοποίησης των χρονικών ιδιοτήτων των ισχυρών σεισμών εμφανίζει καλύτερη απόδοση από τη χρονο-ανεξάρτητη προσέγγιση.