Στατιστικές κατανομές του χρόνου επανάληψης των σεισμών: Εφαρμογή στον Ελληνικό χώρο
Creators: name: Κουρούκλας, Χρήστος Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Χρόνος επανάληψης των σεισμών
Επαναπροσδιορισμός εστιακών παραμέτρων ιστορικών σεισμών
Στοχαστικές διαδικασίες
Earthquake recurrence time
Reassessment of historical earthquakes focal parameters
Stochastic processes

description: Ο καθορισμός του χρόνου επανάληψης των ισχυρών σεισμών σε μία συγκεκριμένη περιοχή και με βάση ένα συγκεκριμένο κατώφλι μεγέθους, είναι σημαντική παράμετρος για την εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας καθώς αποτελεί βάση για την εκτίμηση του χρόνου γένεσης του επόμενου ισχυρού σεισμού. Η επανάληψη των ισχυρών σεισμών δεν είναι ούτε τελείως περιοδική, ούτε εντελώς τυχαία στο χρόνο, με εμφάνιση συσταδοποίησης καθώς και χρονικών διαστημάτων σεισμικής ησυχίας. Επιπλέον, το πλήθος των διαθέσιμων δεδομένων για την γένεση ενός ικανοποιητικού αριθμού ισχυρών σεισμών είναι ιδιαίτερα περιορισμένο, γεγονός που δεν επιτρέπει μία αιτιοκρατική προσέγγιση στον υπολογισμό του χρόνου επανάληψης. Επομένως, είναι απαραίτητη η χρήση στοχαστικών διαδικασιών με στόχο την επιλογή της στατιστικής κατανομής που εμφανίζει την καλύτερη απόδοση στα δεδομένα του χρόνου επανάληψης. Για τον σκοπό αυτό, συλλέχθηκαν όλα τα δεδομένα των ισχυρών σεισμών με M7.0 για την περιοχή των κεντρικών Ιόνιων Νησιών (Κεφαλονιά και Λευκάδα). Οι σεισμοί αυτοί αφορούν τόσο την ενόργανη περίοδο της σεισμικότητας όσο και αυτή της ιστορικής σεισμικότητας. Τα δεδομένα της ιστορικής σεισμικότητας που βρίσκονται στους ιστορικούς καταλόγους περιέχουν σφάλματα που αφορούν τις εστιακές παραμέτρους των ισχυρών σεισμών. Έτσι, πριν την εφαρμογή των στοχαστικών διαδικασιών είναι απαραίτητη η επανεκτίμηση των εστιακών τους παραμέτρων. Η επανεκτίμηση αυτή έγινε με την εκτίμηση των τιμών της μακροσεισμικής έντασης και την εφαρμογή της αριθμητικής μεθόδου των Bakun and Wentworth (1997) που βασίζεται στις τιμές της μακροσεισμικής έντασης για να υπολογίσει το μέγεθος και της εστιακές συντεταγμένες ενός σεισμού. Στη συνέχεια, κατασκευάστηκε το δείγμα των χρονικών διαστημάτων μεταξύ των σεισμών με M7.0, υπολογίστηκαν ορισμένες στατιστικές παράμετροί του και με βάση αυτό εξετάστηκαν τέσσερις διαφορετικές κατανομές (Weibull, αντίστροφη Γκαουσιανή, λογαριθμοκανονική και εκθετική). Η εκτίμηση των παραμέτρων της κάθε κατανομής έγινε με τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας ενώ η αξιολόγησή τους έγινε σε προκαταρκτικό στάδιο με την χρήση γραφημάτων Q – Q και στη συνέχεια με τον έλεγχο καλής προσαρμογής Anderson – Darling καθώς και με τον υπολογισμό των τιμών των κριτηρίων πληροφορίας AIC και BIC. Τέλος, υπολογίστηκαν οι πιθανότητες ο επόμενος σεισμός να συμβεί σε ορισμένα χρονικά διαστήματα από τον προηγούμενο με την κατανομή που εμφανίζει την καλύτερη απόδοση στα δεδομένα.
description: The determination of earthquake recurrence times in a specific region and with magnitude greater than a specific value is an important factor of seismic hazard assessment. The occurrence of these earthquakes is neither periodic nor completely random but often clustered in time. In addition, the limited number of these kinds of earthquakes makes difficult a deterministic approach for the calculation of the earthquake recurrence times. Consequently, the application of stochastic processes are required for the statistical distribution with the best performance. For this purpose, all the available data of strong earthquakes with M7.0 are collected for the region of central Ionian Islands (Kefalonia and Lefkada). This earthquakes, related both to the instrumental period of seismicity and that of historical seismicity. The data of historical seismicity contain errors associated with the focal parameters of strong earthquakes. So, before the application of stochastic processes is necessary to reassess their focal parameters. The reassessment was made by estimating the values of the Macroseismic Intensity and the application of the numerical method of Bakun and Wentworth (1997) based on the on the values of Macroseismic Intensity to calculate the size and focal coordinates an earthquake. Then, the sample of the recurrence times is created and four statistical distributions (Weibull, inverse Gaussian, lognormal and exponential) are applied in this data set. The Maximum Likelihood Estimation (MLE) method is used for the parameter estimation. The evaluation for each on distribution is made with the empirical Q – Q plot, the Anderson – Darling goodness of fit test and also, with the calculation of the values of Akaike Information Criterion (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC). Finally, probabilities of the next earthquake occur at certain intervals from the previous are calculated with the distribution with the best performance in the sample.