Вопросы инженерной сейсмологии: статья

Калибровка системы «Экстремум»: предварительные результаты оценки последствий разрушительного землетрясения 06.02.2023 г. в Турции
Н.И. Фролова 1, И.П. Габсатарова 2, С.П. Сущев 3, Н.С. Малаева 1
1 Институт геоэкологии им Е.М. Сергеева РАН
2 Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба РАН»
3 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Журнал: Вопросы инженерной сейсмологии
Том: 50
Номер: 3
Год: 2023
Страницы: 44-70
УДК: 550.348.098.32
DOI: 10.21455/VIS2023.3-4
Ключевые слова: оперативная оценка потерь в случае землетрясения, информационная система «Экстремум», калибровка модели макросейсмического поля, Восточно-Анатолийский разлом, Турция
Аннотация: В статье решается задача подбора уравнений затухания сейсмической интенсивности для территории Турции и моделирования последствий наиболее сильного из парных разрушительных землетрясений 6 февраля 2023 г. в юго-восточной части Турции. Актуальность исследования определяется необходимостью получения надежных оценок возможных потерь от землетрясений для принятия решения о реагировании и выбора стратегии поисково-спасательных работ с учетом сведений о наиболее пострадавших населенных пунктах. Впервые для рассматриваемой территории выполнен анализ применимости уравнений затухания сейсмической интенсивности, полученных исследователями в разные годы, для оперативной оценки возможных последствий сильных событий. Изучено влияние ориентации макросейсмического поля, коэффициента сжатия эллипса k и параметров очага сильного события, определенных разными сейсмологическими службами в оперативном режиме, на результаты моделирования затухания сейсмической интенсивности. Для оценки возможных последствий землетрясения 6 февраля 2023 г. применены методы имитационного компьютерного моделирования с использованием системы «Экстремум», разработанной с участием авторов настоящей работы. В статье приводятся предварительные результаты моделирования последствий землетрясения 6 февраля 2023 г. в Турции и дается оценка сходимости расчетных и наблюденных интенсивностей для различных вариантов исходных данных.
Список литературы: Ларионов В.И., Сущев С.П., Угаров А.Н., Фролова Н.И. Оценка сейсмического риска с применением ГИС-технологий // Природные опасности России. Т. 6: Оценка и управление природными рисками / Ред. А.Л. Рагозин. М.: КРУК, 2003. С. 209–231.

Ларионов В.И., Фролова Н.И., Угаров А.Н., Сущев С.П., Козлов М.А., Малаева Н.С., Барская Т.В. Оценка сейсмического риска // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2017. № 2. С. 22–37.

Сущев С.П., Ларионов В.И., Фролова Н.И. Оценка и управление сейсмическим риском с применением ГИС «Экстремум» // Материалы XV международной научно-практической конференции «Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций». М.: ВНИИ ГОЧС, 2010. C. 327–345.

Трифонов В.Г., Караханян А.С. Геодинамика и история цивилизаций // Труды Геологического института. 2004. № 553. С. 1–668.

Трифонов В.Г., Караханян А.С., Кожурин А.И. Активные разломы и сейсмичность // Природа. 1989. № 12. С. 32–38.

Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. М.: ГЕОС, 2002. 224 с.

Трифонов В.Г., Додонов А.Е., Бачманов Д.М., Иванова Т.П., Караханян А.С., Имаев В.С., Никифоров С.П., Кожурин А.И., Аммар О., Рукие М., Аль-Кафри А.М., Минини Х., Аль-Юсеф Ш., Али О., Гриб Н.Н., Соловьёв В.Н., Имаева Л.П., Качаев А.В., Сясько А.А., Гусева Т.В., Али М., Заза Т., Юсеф А. Неотектоника, современная геодинамика и сейсмическая опасность Сирии // Труды Геологического института. 2012. № 598. С. 1–216.

Фролова Н.И., Габсатарова И.П. Использование макросейсмических данных для повышения надежности оперативных оценок потерь на примере Курчалойского землетрясения // Анализ, прогноз и управление природными рисками в современном мире: Материалы 9-й Международной научно-практической конференции «Геориск-2015», Москва, 12–14 октября 2015 г. / Отв. ред. В.И. Осипов. М.: РУДН, 2015. Т. 2. С. 391–399.

Фролова Н.И., Габсатарова И.П. Изучение параметров закона затухания макросейсмической интенсивности Тувинских землетрясений 2011 и 2012 гг. (Республика Тува) // Землетрясения Северной Евразии, 2012 год. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018. С. 318–323.

Фролова Н.И., Угаров А.Н. База знаний о сильных землетрясениях как инструмент повышения надежности оперативных оценок потерь // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2018. № 6. C. 3–20. https://doi.org/10.1134/S0869780318060017

Фролова Н.И., Коломиец М.В., Угаров А.Н., Барская Т.В. Оценка погрешностей в определении параметров землетрясений ССД ГС РАН // Анализ, прогноз и управление природными рисками в современном мире: Материалы 9-й Международной научно-практической конференции «Геориск-2015», Москва, 12–14 октября 2015 г. / Отв. ред. В.И. Осипов. М.: РУДН, 2015. Т. 1. С. 527–534.

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Использование макросейсмических данных для повышения надёжности оперативных оценок потерь на примере землетрясений стран СНГ // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Материалы XIII Международной сейсмологической школы / Отв. ред. А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018а. С. 292–296.

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Угаров А.Н. Использование макросейсмических данных для повышения надежности оперативных оценок потерь на примере землетрясений РФ и сопредельных территорий // Анализ, прогноз и управление природными рисками с учетом глобального изменения климата: Материалы X Международной научно-практической конференции по проблемам снижения природных опасностей и рисков «Геориск-2018». М.: РУДН, 2018б. Т. I. С. 218–226.

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Петрова Н.В., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Влияние особенностей затухания сейсмической интенсивности на надежность оперативных оценок потерь от землетрясений // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019. № 5. C. 23–37. https://doi.org/10.31857/S0869-78092019523-37

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Калибровка модели затухания сейсмической интенсивности на примере землетрясений в Албании // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2020. № 5. С. 62–77. https://doi.org/10.31857/S0869780920050033

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Сущев С.П., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Калибровка модели затухания сейсмической интенсивности на Балканах (землетрясения в Хорватии 2020 г.) // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2021. №5. С. 3–21. https://doi.org/10.31857/S0869780921050040

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Лутиков А.И., Сущев С.П., Малаева Н.С. Оценка сейсмического риска на территории Cтавропольского края // Геофизические процессы и биосфера. 2022а. Т. 21, № 3. С. 111–136. https://doi.org/10.21455/GPB2022.3-9

Фролова Н.И., Габсатарова И.П., Сущев С.П., Малаева Н.С. Калибровка модели геоинформационной системы «Экстремум» для оценки потерь от землетрясений восточной зоны Северного Кавказа // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2022б. № 4. С. 34–55. https://doi.org/10.31857/S0869780922040014

Фролова Н.И., Малаева Н.С., Ружич В.В., Бержинская Л.П., Левина Е.А., Сущев С.П., Ларионов В.И., Угаров А.Н. Оценка социальных и экономических показателей сейсмического риска на примере г. Ангарск // Геофизические процессы и биосфера. 2022в. Т. 21, № 2. С. 86–113. https://doi.org/10.21455/GPB2022.2-5

Фролова Н.И., Сущев С.П., Угаров А.Н., Малаева Н.С. Актуализация показателей сейсмического риска на примере Иркутской области и Республики Бурятия // Российский сейсмологический журнал. 2023. Т. 5, № 1. C. 26–50. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2023.1.02

Шебалин Н.В. Методы использования инженерно-сейсмологических данных при сейсмическом районировании // Cейсмическое районирование СССР. М.: Наука, 1968. С. 95–121.

Шебалин Н.В. Опорные землетрясения и уравнения макросейсмического поля // Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Отв. ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1977. С. 20–30.

Allen T.I., Wald D.J. Evaluation of ground-motion modeling techniques for use in Global ShakeMap: a critique of instrumental ground-motion prediction equations, peak ground motion to macroseismic intensity conversions, and macroseismic intensity predictions in different tectonic settings: Open-File Report 2009-1047. Golden: U.S. Geological Survey, 2009. 114 p.

Allen T.I., Marano K.D., Earle P.S., Wald D.J. PAGER-CAT: a composite earthquake catalog for calibrating global fatality models // Seismol. Res. Lett. 2009a. V. 80, N 1. P. 57–62. https://doi.org/10.1785/gssrl.80.1.57

Allen T.I., Wald D.J., Earle P.S., Marano K.D., Hotovec A.J., Lin K., Hearne M.G. An Atlas of ShakeMaps and population exposure catalog for earthquake loss modeling // Bull. Earthq. Eng. 2009b. V. 7, Iss. 3. P. 701–718. https://doi.org/10.1007/s10518-009-9120-y

Allen T.I., Wald D.J., Worden C.B. Intensity attenuation for active crustal regions // J. Seismol. 2012. V. 16, Iss. 3. P. 409–433. https://doi.org/10.1007/s10950-012-9278-7

Ambraseys N.N., Jackson J.A. Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region // Geophys. J. Int. 1998. V. 133, Iss. 2. P. 390–406. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00508.x

Atmaca B., Demir S., Günaydın M., Altunışık A.C., Hüsem M., Ateş Ş., Adanur S., Angın Z. Lessons learned from the past earthquakes on building performance in Turkey // J. Struct. Eng. Appl. Mech. 2020. V. 3, Iss. 2. P. 61–84. https://doi.org/10.31462/jseam.2020.02061084

Bayrak Yu., Öztürk S., Çınar H., Kalafat D., Tsapanos Th.M., Koravos G.Ch., Leventakis G.-A. Estimating earthquake hazard parameters from instrumental data for different regions in and around Turkey // Eng. Geol. 2009a. V. 105, Iss. 3–4. P. 200–210. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2009.02.004

Bayrak Yu., Öztürk S., Çınar H., Koravos G.Ch., Tsapanos Th.M. Earthquake hazard assessment for different regions in and around Turkey based on Gutenberg–Richter parameters by the least square method // J. Appl. Funct. Anal. 2009b. V. 4, N 2. P. 286–299.

Bickovski V., Shebalin N.V. On the attenuation of seismic intensity over the Balkan Region. 1973.

Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochem. Geophys. Geosyst. 2003. V. 4, Iss. 3. Art. 1027. https://doi.org/10.1029/2001GC000252

Burton P.W., McGonigle R., Makropoulos K.C., Üçer S.B. Seismic risk in Turkey, the Aegean and the eastern Mediterranean: the occurrence of large magnitude earthquakes // Geophys. J. R. Astr. Soc. 1984. V. 78, Iss. 2. P. 475–506. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1984.tb01961.x

Catalogue of earthquakes. Part I: 1901–1970; Part II: Prior to 1901; Part III: Atlas of isoseismal maps / Eds. Shebalin N.V., Karnik V., Had`ievski D. UNDP/UNESCO Survey of the seismicity of the Balkan region, Skopje, 1974.

Constantin A.P., Moldovan I.-A., Partheniu R., Manea E.F, Ionescu C. Testing and developing the macroseismic intensity attenuation relationships for the Vrancea (Romania) crustal earthquakes // IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 2019. V. 362, N 1. Art. 012058. https://doi.org/10.1088/1755-1315/362/1/012058

Cua G., Wald D.J., Allen T.I., Garcia D., Worden C.B, Gerstenberger M., Lin K., Marano K. “Best practices” for using macroseismic intensity and ground motion-intensity conversion equations for hazard and loss models in GEM1: GEM Technical Report 2010-4. Pavia: GEM Foundation, 2010.

Earthquake risk reduction in the Balkan region. UNDP Project executed by UNESCO in association with UNDRO (RER/79/014). Working Group A “Seismology, Seismotectonics, Seismic Hazard and Earthquake Prediction”, Final Report. Athens, 1982. 152 p.

Erdik M., Doyuran V., Akkaş N., Gülkan P. A probabilistic assessment of the seismic hazard in Turkey // Tectonophysics. 1985. V. 117, Iss. 3–4. P. 295–344. https://doi.org/10.1016/0040-1951(85)90275-6

Erdik M., Biro Y.A., Onur T., Sesetyan K., Birgoren G. Assessment of earthquake hazard in Turkey and neighboring // Ann. Geophys. 1999. V. 42, N 6. P. 1125–1138. https://doi.org/10.4401/ag-3773

Erdik M., Demircioglu M., Sesetyan K., Durukal E., Siyahi B. Earthquake hazard in Marmara region, Turkey // Soil Dynam. Earthq. Eng. 2004. V. 24, Iss. 8. P. 605–631. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2004.04.003

Frolova N., Larionov V., Bonnin J. Earthquake casualties estimations in emergency mode // Advances in Natural and Technological Hazards Research. V. 29. Springer, 2011. P. 107–123.

Frolova N.I., Larionov V.I., Bonnin J., Sushchev S.P., Ugarov A.N., Kozlov M.A. Loss caused by earthquakes: Rapid estimates // Nat. Hazards. 2017. V.88, Iss. S1. P. 63–80. https://doi.org/10.1007/s11069-016-2653-x

Guidoboni E., Comastri A., Traina G. Catalogue of ancient earthquakes in the Mediterranean area up to the 10th century. Rome: Istituto Nazionale di Geofisica, 1994. 504 p.

Gunes O. Turkey’s grand challenge: Disaster-proof building inventory within 20 years // Case Stud. Constr. Mater. 2015. V. 2. P. 18–34. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2014.12.003

Gülerce Z., Shah S.T., Menekşe A., Özacar A.A., Kaymakci N., Çetin K.Ö. Probabilistic seismic‐hazard assessment for East Anatolian fault zone using planar fault source models //Bulletin of the Seismological Society of America. 2017. V. 107, N 5. P. 2353–2366. https://doi.org/10.1785/0120170009

Hancılar U., Şeşetyan K., Çaktı E., Şafak E., Yenihayat N., Malcıoğlu F.S., Dönmez K., Tetik T., Süleyman H. Kahramanmaraş–Gaziantep Türkiye M 7.7 Earthquake, 6 February 2023 (04:17 GMT+03:00). Strong Ground Motion and Building Damage Estimations. KOERI Preliminary Report (v6), 16.02.2023 (v6), 13.02.2023 (v5), 09.02.2023 (v4), 08.02.2023 (v3), 07.02.2023 (v2), 06.02.2023 (v1). KOERI, 2023. 42 p.

Karakhanian A.S., Trifonov V.G., Ivanova T.P., Avagyan A., Rukieh M., Minini H., Dodonov A.E., Bachmanov D.M. Seismic deformation in the St. Simeon Monasteries (Qal’at Sim’an), Northwestern Syria // Tectonophysics. 2008. V. 453, Iss. 1–4. P. 122–147. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2007.03.008

Markušić S., Frolova N., Gabsatarova I., Suchshev S., Malaeva N. Calibration of shaking intensity models of the “Extremum” system to simulate loss due to the 2020 Croatia earthquakes // Geofizika. 2021. V. 38, N 2. P. 175–189. https://doi.org/10.15233/gfz.2021.38.8

Öztürk S., Gerdan S. A general overview on the region-time behaviors of the recent earthquake activity in the Marmara region of Turkey // Sigma J. Eng. Nat. Sci. 2020. V. 38, N 3. P. 1623–1641.

Pilot Implementation of Seismic Hazard Assessment at Regional and Local Scales. Deliverable No.: D.03.01, V. 1. GA3. Earthquake, Landslide and Flood Hazard Assessment: Implementation at Regional and Local scales. 2016. 222 p.

Sbeinati M.R., Darawcheh R., Mouty M. The historical earthquakes of Syria: An analysis of large and moderate earthquakes from 1365 BC to 1900 AD // Ann. Geophys. 2005. V. 48, N 3. P. 347–435. https://doi.org/10.4401/ag-3206

Seismic Risk Reduction in the Balkan Region. Regional (Albania, Bulgaria, Greece, Romania, Turkey and Yugoslavia). Terminal Report UNDP/R.ER/79/014. Serial No. FMWSC/OPS/84/228 (UNDP). UNESCO, 1984. 43 p.

Seismic Analysis and Earthquake Hazard Assessment in the Mediterranean Region: Executive Summary of The UNESCO Antakya-2002 Workshop, Antakya, Turkey, 11–14 December 2002. 69 p.

Shebalin N.V., Leydecker G., Mokrushina N.G., Tatevossian R.E., Erteleva O.O., Vassiliev V.Yu. Earthquake Catalogue for Central and Southeastern Europe 342 BC – 1990 AD. Final Report to Contract ETNU – CT93-0087. Brussels, 1998. 195 p.

Sørensen M.B., Stromeyer D., Grünthal G. Attenuation of macroseismic intensity: A new relation for the Marmara Sea region, Northwest Turkey // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2009. V. 99, N 2A. P. 538–553. https://doi.org/10.1785/0120080299

Xu J., Liu C., Xiong X. Source process of the 24 January 2020 MW 6.7 East Anatolian Fault zone, Turkey, earthquake // Seismol. Res. Lett. 2020. V. 91, N 6. P. 3120–3128. https://doi.org/10.1785/0220200124