Геофизические процессы и биосфера: статья

Метод среднесрочного прогноза землетрясений «Карта ожидаемых землетрясений» (КОЗ): опыт использования и перспективы развития
А.Д. Завьялов
А.Н. Морозов
И.М. Алёшин
С.Д. Иванов
К.И. Холодков
В.А. Павленко
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 21
Номер: 2
Год: 2022
Страницы: 114-131
УДК: 550.34
DOI: 10.21455/GPB2022.2-6
Ключевые слова: землетрясение, среднесрочный прогноз, предвестники, карта ожидаемых землетрясений (КОЗ), сейсмическая опасность.
Аннотация: Данная статья является первой из серии статей, посвященных обобщению результатов применения метода среднесрочного прогноза землетрясений КОЗ (Карта ожидаемых землетрясений), перспективам и направлениям его дальнейшей модернизации. За последние 35 лет метод КОЗ был использован в сейсмоактивных районах мира, различных по своим тектоническим условиям и сейсмическому режиму. Показано, что средняя прогностическая эффективность алгоритма в 2.5 раза выше, чем при случайном угадывании. При создании КОЗ была заложена возможность его дальнейшей модернизации и расширения функционала. Новые способы обработки данных, которые планируется внедрить в модернизированный КОЗ, позволят существенно увеличить объем анализируемой информации, учесть особенности протекания сейсмического процесса на разных глубинах, использовать в качестве стационарных прогностических признаков линеаментно-доменно-фокальные (ЛДФ) модели строения сейсмоактивных зон и строить трехмерные распределения вероятности возникновения сильных землетрясений. В ходе модернизации КОЗ будет расширен список используемых сейсмологических предвестников, имеющих физическое обоснование их связи с процессом подготовки землетрясения, и разработаны формализованные процедуры выделения таких предвестников для использования в прогностической практике.
Список литературы: Алгоритмы и программы восстановления зависимостей / Под ред. В.Н. Вапника. М.: Наука, 1984. 816 с.

Аллен К., Кейлис-Борок В.И., Кузнецов И.В., Ротвайн И.М., Хаттен К. Долгосрочный прогноз землетрясений и автомодельность сейсмических предвестников: Достижения и проблемы современной геофизики. М.: Наука, 1984. С. 152–165.

Бонгард М.М. Проблема узнавания. М.: Наука, 1967. 320 с.

Васильев В.Ю. Исследование особенностей группирования землетрясений: Дис. ... канд. физ.-мат. наук: М.: ИФЗ РАН, 1994. 117 с.

Вапник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. М.: Наука, 1974. 416 с.

Добровольский И.П., Зубков С.И., Мячкин В.И. Об оценке размеров зоны проявления предвестников землетрясений // Моделирование предвестников землетрясений. М.: Наука, 1980. С. 7–44.

Долгосрочный прогноз землетрясений: Методические рекомендации / Под ред. М.А. Садовского. М.: ИФЗ АН СССР, 1986. 128 с.

Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестн. АН СССР. 1968. № 3. С. 46–52.

Журков С.Н., Куксенко В.С., Петров В.А., Савельев В.Н., Султанов У.С. О прогнозировании разрушения горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1977. № 6 С. 11–18.

Завьялов А.Д. Исследование вариаций сейсмического режима с учетом представлений о кинетике процесса разрушения: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ИФЗ АН СССР, 1984а. 24 с.

Завьялов А.Д. Наклон графика повторяемости как предвестник сильных землетрясений на Камчатке // Прогноз землетрясений. Душанбе: Дониш, 1984б. № 5. С. 173–184.

Завьялов А.Д. Параметр концентрации сейсмогенных разрывов как предвестник сильных землетрясений Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1986. № 3. С. 58–71.

Завьялов А.Д. Анализ результатов тестирования прогностического алгоритма КОЗ с 1985 по 2000 г. в различных сейсмоактивных районах // Физика Земли. 2002. № 4. С. 16–30.

Завьялов А.Д. Карта ожидаемых землетрясений Греции в 1996–2002 гг.: Прогноз и реализация // Физика Земли. 2003а. №. 1. С. 3–8.

Завьялов А.Д. Ретроспективный тест алгоритма КОЗ для Западной Турции // Физика Земли. 2003б. №. 11. С. 29–41.

Завьялов А.Д. Среднесрочный прогноз землетрясений: Основы, методика, реализация. М.: Наука, 2006. 254 с.

Завьялов А.Д. Алгоритм КОЗ: 35 лет тестирования и последние результаты // Тез. докл. II Всерос. науч. конф. с междунар. участием «Современные методы оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений», 29–30 сентября 2021 г., г. Москва. М.: ИТПЗ РАН, 2021. С. 47–48.

Завьялов А.Д., Левина В.И. Первый вариант карты ожидаемых землетрясений Камчатки // Построение моделей развития сейсмического процесса и предвестников землетрясений. М.: ГНТП России «Глобальные изменения природной среды и климата», 1993. Вып. 1. С. 177–182.

Завьялов А.Д., Никитин Ю.В. Процесс локализации сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4–5. С. 83–89.

Завьялов А.Д., Орлов В.С. Карта ожидаемых землетрясений Туркмении и сопредельных территорий // Изв. АН Туркменистана. Сер. физ.-мат., тех., хим. и геол. наук. 1993. № 1. С. 56–61.

Завьялов А.Д., Славина Л.Б., Васильев В.Ю., Мячкин В.В. Методика расчета карт ожидаемых землетрясений по комплексу прогностических признаков. М.: ОИФЗ РАН, 1995. 40 с.

Куценко М.О., Завьялов А.Д. Вероятность землетрясения на интервале времени ожидания по комплексу прогностических признаков // XII Уральская молодежная научная школа по геофизике. 2011. С. 131–136.

Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина О.Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений // Физика очага землетрясения. М.: Наука, 1975. С. 6–29.

Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Вестн. РАН. 2001 Т. 71, № 4. С. 291–302.

Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений. М.: Наука, 1976. С. 9–27.

Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Зависимость времени проявления предвестников от силы землетрясения // Докл. АН СССР. 1985. Т. 285, № 6. С. 1359–1361.

Салтыков В.А., Кугаенко Ю.А. Сейсмические затишья перед двумя сильными землетрясениями 1996 г. на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2000. № 1. С. 57–65.

Салтыков В.А., Кугаенко Ю.А., Кравченко Н.М. Сейсмические затишья и активизации, предшествовавшие Кроноцкому землетрясению // Кроноцкое землетрясение на Камчатке 5 декабря 1997 года: Предвестники, особенности, последствия. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КГАРФ, 1998. С. 55–67.

Сейсмологические и геофизические исследования на Камчатке: К 50-летию детальных сейсмологических наблюдений / Под ред. Е.И. Гордеева, В.Н. Чеброва. Петропавловск-Камчатский: Холд. комп. «Новая книга», 2012. 480 с.

Системный проект по развитию Федеральной системы сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений: Основные положения // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений: Инф. анал. бюл. М., 1995. № 1. 112 с.

Смирнов В.Б. Пространственные и временные вариации показателей самоподобия сейсмичности // Вулканология и сейсмология. 1997. № 6. С. 31–41.

Смирнов В.Б., Завьялов А.Д. Концентрационный критерий разрушения с учетом фрактального распределения разрывов // Вулканология и сейсмология. 1996. № 4. С. 75–80.

Соболев Г.А. Стадии подготовки сильных Камчатских землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4/5. С. 63–72.

Соболев Г.А., Васильев В.Ю. Особенности группирования эпицентров слабых толчков перед сильными землетрясениями Кавказа // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1991. № 4. С. 24–36.

Соболев Г.А., Завьялов А.Д. О концентрационном критерии сейсмогенных разрывов // Докл. АН СССР. 1980. Т. 252, № 1 С. 69–71.

Соболев Г.А., Завьялов А.Д. Локализация сейсмичности перед Усть-Камчатским землетрясением 15 декабря 1971 г. // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1984. № 4. C. 17–24.

Соболев Г.А., Пономарев А.В. Акустическая эмиссия и стадии подготовки разрушения в лабораторном эксперименте // Вулканология и сейсмология. 1999. № 4–5 С. 50–62.

Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.

Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С. Аномалии в режиме слабой сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1996. № 4 С. 64–-74.

Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С. Стадии подготовки, сейсмологические предвестники и прогноз землетрясений Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1998. № 6. С. 17–26.

Соболев Г.А., Челидзе Т.Л., Завьялов А.Д., Славина Л.Б., Николадзе В.Е. Карты ожидаемых землетрясений, основанные на комплексе сейсмологических признаков // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1990. № 11. С. 45–56.

Соболев Г.А., Челидзе Т.Л., Завьялов А.Д., Славина Л.Б. Карта ожидаемых землетрясений Кавказа и ее динамика // Модельные и натурные исследования очагов землетрясений. М.: Наука, 1991. С. 106–116.

Уломов В.И. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-97. Список населенных пунктов Российской Федерации, расположенных в сейсмических районах. Карты общего сейсмического районирования ОСР-97 (вкладка) // Строительные нормы и правила «Строительство в сейсмических районах» СНиП II-7-81*. Изд. офиц. М.: Госстрой, 2000. С. 25–44.

Уломов В.И., Полякова Т.П., Медведева Н.С. О долгосрочном прогнозе сильных землетрясений в Центральной Азии и в Черноморско-Каспийском регионе // Физика Земли. 2002. № 4. С. 31–47.

Федотов С.А., Соболев Г.А., Болдырев С.А. и др. Долгосрочный и пробный краткосрочный прогноз Камчатских землетрясений // Поиски предвестников землетрясений. Ташкент: Фан, 1976. С. 49–61.

Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Прогнозирование землетрясений на Камчатке. М.: Светоч Плюс, 2011. 304 с.

Kasahara K. Earthquake mechanics. Cambridge: Camb. Univ. Press, 1981. 284 p.

Keilis-Borok V.I. On estimation of the displaсement in an earthquake source and source dimension // Ann. Geophys. 1959. V. 12, N 2. P. 205–214.

Sobolev G.A., Chelidze T.L., Zavyalov A.D., Slavina L.B., Nikoladze V.E. The maps of expected earthquakes based on a combination of parameters // Tectonophysics. 1991. V. 193. P. 255–265.

Zavyalov A.D. Application of MEE (Map of expected earthquakes) prognosis algorithm in Greece // Proc. and activity rep. 1992–1994, ESC, 24th General Assembly, 1994 September 19–24, Athens, Greece. Athens, 1994. V. II. P. 1039–1049.

Zavyalov A.D. Algorithm «Map of expected earthquakes» (MEE): Results of three decades of testing and latest findings // Ecological bulletin of research centers of the Black Sea economic cooperation (BSEC). 2016. N 1, V. 2. P. 81–91.

Zavyalov A.D., Sobolev G.A. Experience in using maps of expected earthquakes for medium-term prediction at various seismoactive regions // Intern. conf. on «Earthquake prediction: State-of-the-art»: Sci.-tech. contrib. Strasbourg, France, 15–18 October 1991. P. 175–178.

Zavyalov A.D., Zhang Zhaocheng. Using the MEE (Map of expected earthquakes) algorithm in long- and medium-term earthquake prediction in Northeast China // J. Earthq. Pred. Res. Beijing, 1993. V. 2, N 2. P. 171–182.