Matlab ortamında kesme dalgalarının ayrımlanması ölçümleri kullanılarak deprem tahmini
Earthquake prediction using shear wave measurements in matlab
Yazar: AHMET RAOOF NASSER
Danışman: PROF. DR. AHMET SERTBAŞ ; YRD. DOÇ. DR. ŞADİ EVREN ŞEKER
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Dalga kırılması = Wave breaking ; Deprem = Earthquake ; Deprem hesabı = Earthquake calculation

Özet:
Tezin amacı; MATLAB ortamında kesme dalgası ayrımlanması parametreleri kullanarak depremi tahmin etmektir.Yer kabuğunda oluşan kırılmalar sonucu aniden ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri yerleri ve yer yüzeyini sarsması olayına `deprem' denir. Depremin oluşumunu, dalgaların yer içinde yayılım biçimini, bunların ölçülmesini ve ölçüm yöntemlerini, ölçümlerden elde edilen kayıtların değerlendirilmesini ve depreme ait tüm olguların inceleyen bilim dalına ise `sismoloji' denir. Anizotropi sismik hızların yön bağımsız olması demektir. Mantonun dinamik yapısının araştırılması açısından anizotropi büyük önem taşır. Anizotropik yapıyı belirleyebilmek için kesme dalgası analizi kullanılır. Kesme veya makaslama (shear) dalgaları anizotropik ortamda ilerlerken, polarlanma yönünün hızlı olduğu doğrultuda yönlenme eğilimi gösterirler. Bu olay kesme, makaslama dalgası ayrımlanması (Shear wave splitting) olarak isimlendirilir. Ayrımlanma olayı sismik anizotropinin olduğu yerlerde dalga yayılması esnasında meydana gelir. Anizotropik ortamda kesme dalgasının bir bileşeni diğerine göre daha hızlı hareket eder. Hızlar arası bu fark dalganın ayrımlanmasına sebep olur ve buna kesme dalgası ayrımlanması denir. Anizotropiyi karakterize etmede kullanılan parametreler hızlı bileşenin polarizasyon yönü ? ve bileşenler arası gecikme zamanıdır ?t. Kesme dalgası ayrımlanması (sismik çiftkırılım) ışın yolu boyunca gerilim sıralı sıvıya doymuş mikroçatlak geometrilerini gözlemler. Sıvıya doymuş çatlakları, kesme basıncına karşı kayaların zayıf olmaları için değişken koşullara bağlıdır. Sonuç olarak, tüm büyük depremlerden önce gerilim birikimi, mümkün olduğunca dünya çapındaki kayaların en yüksek seviyelerinin üzerinde toplanmak zorundadır. Büyük depremlerden önce basınç birikimi olası beklenen depremin, kaynak noktasını çevreleyen büyük hacim boyunca kesme dalgası ayrımlanması analizi ile gözlemlenebildiği gösterilmiştir. Küçük depremlerin devamlı kümeleri üzerinde kaydedilen kesme dalgalarını kullanarak, büyük depremler öncesindeki gerilim değişiklikleri gözlemlenmiştir ve zamanları, büyüklükleri ve bazı durumlarda da olması beklenen depremlerin yerlerinin gerilim-tahminleri yapılmıştır. Geriye dönük 15 örnek bulunmaktadır ve veriler gerçek zamanlı analiz edildiğinde başarılı bir gerilim tahmini bulunmuştur. Bu çalışmada kesme dalgalarının ayrımlanması ölçümleri kullanılarak deprem tahminleri için iki program yazıldı. Birinci program, kesme dalgalarının ayrımlanmasının parametrelerini ölçmek için kullanılmaktadır. İkinci program ise önceki programın bulduğu ayrımlanma parametrelerine dayanarak, deprem tahmin etmek için kullanılmaktadır. Kesme dalgalarının ayrımlanması ölçümleri programını test etmek için gerçek veriler kullanıldı. Programı test ettikten sonra; Minimum Enerji yöntemi 5.5842 hata oranını, Özdeğer yöntemi 1.09545 hata oranını ve Çapraz Korelasyonu 0.21095 hata oranını göstermektedir. Deprem tahmini programının ise, %66.66 oranında başarılı olduğu görülmektedir. FAR testi, programın %11.3 oranında yanlış tahminin kabul edildiğini göstermektedir. FRR testi, programın %8.1 oranında doğru tahmininin, yanlışlıkla reddedildiğini göstermektedir. Geçek depremin genlikleri ile tahmin edilen genlikler arasında %0.5480 oranında hata bulunmaktadır.

Abstract:
The aim of the thesis , MATLAB environment to estimates of the earthquake using shear wave splitting parameters.The sudden appearance of cracks as a result of vibrations of the earth's crust spreads in waves pass through the spaces and event shook the surface of the 'earthquake' called.The formation of the earthquake, in the propagation of waves in the form, and measurement methods for their measurement, evaluation, and seismic measurements obtained from the records of all cases belonging to the branch of science that studies the 'seismology' is called.Shear wave splitting (Shear Wave Splitting) Anisotropy of seismic velocities is to be independent of direction. Is of great importance in order to determine the dynamic structure of mantle anisotropy.anisotropic structure is used to determine the shear wave analysis. Shear (shear) waves in anisotropic progresses, the direction of polarization direction, orientation tend to be faster.This event cut, shear wave splitting is called.Anisotropy of seismic wave propagation during the event, where splitting occurs. Anisotropic medium moves more quickly than the other, shear wave component.And this difference causes the wave velocities and the shear wave splitting is called ayrımlanmasına. Parameters used to characterize the polarization anisotropy in the direction of fast component, the time delay Dt between ? and components. Shear wave splitting (seismic birefringence) saturated liquid line tension along the beam path geometries mikroçatlak observations.Spill-saturated cracks, cutting pressure depends on the variable conditions to be weak against the rocks.As a result, all the big earthquakes before the accumulation of tension, as much as possible has to be gathered on the highest levels of the rocks around the world. Large earthquakes are expected before the earthquake, the possible accumulation of pressure, large volume surrounding the source point can be observed along the shear wave splitting analysis is shown.Clusters of small earthquakes recorded over a continuous shear waves, using the observed voltage changes and the time before large earthquakes, and in some cases the size of the stress-forecast earthquakes are expected to be made. There are 15 examples and real-time analysis of retrospective data has been a successful stress forecast. For this study, estimates of seismic shear wave splitting measurements using a two-program was written. The first program is used to measure shear waves ayrımlanmasının. The second program finds the splitting parameters on the basis of the previous program, is used to predict earthquakes. Shear wave splitting measurements using real data to test program. After testing the program, the minimum energy method, the error rate of 5.5842, and the Cross-Correlation of the error rate of 1.09545 0.21095 Eigenvalue method shows the error rate.In earthquake prediction program be, that 66.66% success rate is seen. FAR test, the program has been accepted by 11.3%, shows the wrong estimate.FRR test, the correct estimate of 8.1% of the program, has been rejected by mistake. The amplitudes of the earthquake and the estimated actual error rate is 0.5480% of amplitudes.