Μελέτη της Σεισμικότητας της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής με την χρήση του Κρυπτο-Μαρκοβιανού Μοντέλου
Creators: name: Γεωργακοπούλου, Ευαγγελία Αχιλλέα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Σεισμικότητα
Κεντρική και Νότια Αμερική
Κρυπτο-Μαρκοβιανό Μοντέλο
Seismicity
Central and South America
Hidden Markov Model

description: Οι σεισμοί αποτελούν ένα από τα πιο δραστικά φυσικά φαινόμενα τα οποία επηρεάζουν την γεωφυσική δομή του πλανήτη αλλά και επιφέρουν ποικίλες αλλαγές στη ζωή των ανθρώπων και ευρύτερα των κοινωνιών. Για την εκτίμηση του σεισμικού κινδύνου σε περιοχές που πλήττονται από τους σεισμούς έχουν χρησιμοποιηθεί ποικίλα μοντέλα και μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται και τα στοχαστικά. Αποσκοπώντας στην όσο πιο ταχεία και αποτελεσματική εκτίμηση του σεισμικού κινδύνου η παρούσα διατριβή ακολούθησε ένα συγκεκριμένο στοχαστικό μοντέλο το κρυπτο-Μαρκοβιανό μοντέλο Poisson, χρησιμοποιώντας δεδομένα από έναν κατάλογο σεισμών. Για την εκτίμηση των παραμέτρων αυτού του μοντέλου χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος Baum-Welch, μια ειδική περίπτωση του αλγορίθμου Expectation – Maximization (EM). Στις υπό μελέτη περιοχές της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής λόγω της έντονης τεκτονικής των περιοχών αυτών παρατηρούνται εκτεταμένες καταστροφές οφειλόμενες κυρίως σε πολύ μεγάλους σεισμούς (π.χ. 1960, Μw=9.5, Χιλή) καθώς και στη γένεση κυμάτων τσουνάμι. Με σκοπό την ακριβέστερη μελέτη και εν συνεχεία εκτίμηση του σεισμικού κινδύνου των επιμέρους περιοχών έγινε ο διαχωρισμός τους σε δέκα ζώνες σύμφωνα με σεισμοτεκτονικά και γεωμορφολογικά κριτήρια. Το ελάχιστο μέγεθος σεισμών που επιλέχθηκε για τη μελέτη μας εξαρτάται από την πληρότητα των δεδομένων σε κάθε ζώνη. Κατά αυτόν τον τρόπο, το ελάχιστο μέγεθος που υπολογίστηκε για κάθε ζώνη κυμαίνεται από 4.5 έως 4.9. Η εκτίμηση σεισμικού κινδύνου πραγματοποιείται για τα επόμενα 30 χρόνια για κάθε ζώνη.
description: Earthquakes are one of the most hazardous natural phenomena that affect the tectonic structure of the crust but also may cause various changes in the lives of people. Various models have been used to estimate the seismic risk in earthquake-prone areas, including stochastic models. Aiming at the most rapid and effective assessment of seismic hazard, this thesis followed a specific stochastic model, the hidden-Markov Poisson model, using data from an earthquake catalog. The Baum-Welch algorithm, a special case of the Expectation – Maximization (EM) algorithm, was used to estimate the parameters of this model. In the studied regions of Central and South America, due to the active tectonics of these regions, extensive disasters are observed mainly due to very large earthquakes (e.g. 1960, Mw=9.5, Chile) as well as the generation of tsunami waves. In order to study more precisely and then assess the seismic risk of the individual areas, they were divided into ten zones according to seismotectonic and geomorphological criteria. The minimum magnitude of earthquakes chosen for our study depends on the completeness of the data in each zone. In this way, the minimum magnitude calculated for each zone ranges from 4.5 to 4.9. Seismic hazard assessment is carried out for the next 30 years for each zone.