Банк арктических сейсмологических данных. Методическое руководство

Аннотация

Банк арктических сейсмологических данных включает в себя всю существующую информацию по инструментальным наблюдениям за арктическими землетрясениями, включая и решения фокальных механизмов, а также макросейсмические сведения. В работе раскрывается структура банка и правила пользования им. Ознакомление с руководством обеспечивает любому заинтересованному специалисту легкий доступ к сейсмологической информации.

Ил. 10, список литературы - 22 назв.

Содержание

Введение

1. Принципы, положенные в основу разработки банка арктических сейсмологических данных

1.1. Краткий анализ состояния материалов по землетрясениям Арктики к моменту создания банка

1.2. Принципы создания информационного наполнения банка данных

1.3. Принципы выбора системы управления банком данных (СУБД)

2. Система управления банком данных

2.1. Основные сведения

2.1.1. Пользовательский интерфейс

2.1.2. Работа с базами данных

2.1.3. Администрирование системы

2.1.4. Доступ к данным и защита информации

2.2. Запись о землетрясении

2.3 Доступ к данным и навигация

2.3.1. Доступ

2.3.2. Главная таблица

2.3.3. Поиск

2.4. Доступ к полям записи

2.4.1. И-поле и Д-поле

2.4.2. ФМ-поле

2.4.3. МД-поле

2.5. Модификация данных

2.6. Выборка «Просмотр»

2.6.1. Критерий выборки

2.6.2. Интерфейс пользователя

2.6.3. Просмотр выборки

2.6.4. Повторение поиска

2.7. Выборка «Анализ магнитуд»

2.7.1. Постановка и реализация задачи

2.7.2. Графика и сохранение результатов

2.8. Экспорт данных

2.8.1. Экспортируемые данные

2.8.2. Организация системы файлов

2.8.3. Меню вывода и спецификация вывода

2.8.4. Просмотр экспорт-директории

2.9. Служебная информация

2.10. Администрирование системы

2.10.1. Системная информация

2.10.2. Индексирование и сжатие банка данных

2.10.3. Отмена выделения записей

2.10.4. Число записей в каталогах

2.10.5. Изменение пароля и резервное копирование

3. Сейсмологическое содержание банка данных

3.1. Генеральный каталог

3.2. Арктическая Канада

3.3. Северная Якутия

3.4. Фенноскандия

3.5. Севморгео

3.6. Арктические сейсмостанции и сейсмические агентства

Заключение

Список литературы

Сокращения и обозначения

В экранных формах банка данных используются следующие сокращения и обозначения для терминов:

ЗТ - землетрясение;

Долгот, Д. - долгота;

Шир, Ш. - широта;

Пгр, П. - погрешность;

Глб - глубина;

Mгн - магнитуда;

ФМ - фокальный механизм;

МД - макросейсмические данные;

Rmin, Rmax - мин. и макс. эпицентральные расстояния;

Стц - число станций;

фаза С - фаза сжатия первого вступления (положительная);

фаза D - фаза расширения первого вступления (отрицательная).

Энергетические характеристики (магнитуда):

mb -по вертикальной составляющей продольной волны на короткопериодной аппаратуре;

Ms -по поверхностной волне на средне- и длиннопериодной аппаратуре;

ML -по максимуму поверхностной или поперечной волны близких и местных землетрясений с использованием локальных магнитудных шкал. Для североамериканских землетрясений шкала C.F.Richter [17];

Мn -по максимуму вертикальной составляющей поверхностной волны североамериканских близких и местных землетрясений с использованием шкалы O.W.Nuttli [19];

Md -по длительности записи близких и местных землетрясений или для данных АРА по дальности регистрации;

М (S) -по радиусу ареала ощутимости;

К -энергетический класс по палетке Т.Г. Раутиан (12).

Условные номера сейсмологических агентств и центров, указанных над магнитудными окнами:

1 - ISC (International Seismological Centre); 2 - NEIC (NEIS, USCGS) (National Earthquakes International centre): 3 - MOS (Москва); 4 - OTT (Оттава); 5 - BER (Берген); 6 - UPP (Упсала); 7 - PMR (Палмер); 8 - APA (Апатиты).

Фокальные механизмы:

T,N,P - оси главных напряжений растяжения, промежуточного и сжатия соответственно;

PL - угол погружения осей главных напряжений относительно горизонта, град.;

AZM - азимут осей главных напряжений, град.;

NPl и NP2 - первая и вторая нодальные плоскости;

STK - азимут простирания нодальной плоскости, град.;

DР - угол падения нодальной плоскости, град.;

SLIP - угол скольжения нодальной плоскости, град.;

Мо - сейсмический момент;

Нс - глубина центроида.

Данные, использованные при решении фокального механизма:

В - первые вступления продольных волн по бюллетеням;

Р - первые вступления продольных волн по сейсмограммам;

S - поляризация поперечных волн;

I - инверсия продольных и поперечных типа SH волн;

М - прямое моделирование по продольным волнам;

R - моделирование по волнам Релея;

С - тензор момента центроида;

Т - тензор момента.

Тип нарушения:

N - нормальный сброс; S - сдвиг; Т - взброс.

Макросейсмические данные:

MSK -шкала интенсивности C.B. Медведева, В. Шпонхойера, B. Kapника (6);

I - интенсивность (балльность) сотрясений в пункте;

Iо - интенсивность (балльность) сотрясений в эпицентре.

Посвящается памяти

Альбины Петровны Лазаревой

Введение

Стремление к всестороннему изучению сейсмичности любого региона определяется как чисто научными интересами, заключающимися в желании расширить наши представления о тенденциях и направленности современных процессов формирования и развития литосферы, так и, в не меньшей степени, необходимостью оценки возможной сейсмической опасности для жилых и промышленных объектов. В настоящее время второй из указанных аспектов тем более актуален для относительно слабо, в силу его удаленности и труднодоступности, сейсмологически изученного Арктического региона, становящегося в то же время объектом интенсивного экономического освоения. Последнее обстоятельство послужило причиной тому, что полярные области, включая шельфовые акватории и острова морей Северного Ледовитого океана, впервые будут охвачены картой сейсмического районирования СНГ.

Любое серьезное геолого-геофизическое, в том числе и сейсмологическое, исследование немыслимо без надежной первичной информации об изучаемом объекте, полученной в процессе натурных экспериментов. Для сейсмологического метода такой информацией служат результаты инструментальных наблюдений, ведущихся общемировой и региональными сетями станций.

Необходимыми условиями для обеспечения высокого качества сейсмологических исследований являются полнота и всесторонность информации о землетрясениях, отсутствие повторов и ошибок, оценка надежности количественных характеристик. При большом объеме информации весьма важно также обеспечение удобной и комфортной работы пользователя с материалом.

Вышеназванные обстоятельства послужили стимулом к созданию банка сейсмологических данных по арктическому региону. Официальным основанием для проведения работ явилась «Общегосударственная комплексная программа исследований и использования Мирового океана на 1991-1995 гг. и основных этапов направления этих работ до 2005 года».

Достижение цели работы осуществлялась на базе решения следующих задач:

- создание программных средств, реализующих банк данных на IBM совместимом персональном компьютере с микропроцессором IпtеJ-286 и старше;

- сбор всей имеющейся информации о гипоцентрии и энергетических характеристиках арктических землетрясений;

- сбор всей имеющейся информации по механизмам напряжений в очагах арктических землетрясений;

- переопределение имеющихся решений механизмов и определение новых по унифицированной методике, разработанной в Опытно-методической экспедиции Института Физики Земли РАН, используемой в России при массовых определениях [3].

Первоначально задумывалось занесение в банк данных землетрясений, начиная с 1970 года, и в пределах региона, ограниченного северным полярным кругом. Однако в процессе работы исполнители пришли к выводу о необходимости включения в банк данных землетрясений за весь период мировых инструментальных наблюдений, т.е. с 1908-1910 гг., а также значительного расширения рамок планшета.

Работа по созданию банка данных началась 07.91 и продолжалась 3 года. В разработке банка данных, помимо авторов, участвовала Е.М. Копылова.

Настоящее методическое руководство показывает принципы создания банка данных и возможности его системы управления, а также обеспечивает обучение практическим приемам пользования. Предназначено для специалистов, занимающихся проблемами сейсмичности Арктики.

Заключение

Реализованный банк данных содержит всю имеющуюся информацию по основным параметрам арктических землетрясений. В нем заложены данные по землетрясениям Арктики и прилегающих регионов с момента начала инструментальных наблюдений (начало ХХ века).

Удобный пользовательский интерфейс позволяет быстро и легко осуществлять выборку информации по всем основным параметрам землетрясений и выделение ее в текстовый файл, который без проблем может быть преобразован в любую форму, необходимую для ввода в картопостроительные программы.

В АРС заложена информация по 101 новому определению и переопределению фокальных механизмов. Кроме того, АРС является системой, позволяющей производить вычисления некоторых параметров, необходимых для изучения сейсмических режимов, как отдельных регионов, так и всей Арктики в целом. Объем вычислительных операций может быть увеличен.

Учитывая особенности развития инструментальных сейсмологических наблюдений в мире и связанные с этим точность и полноту сейсмологической информации, заложенной в АРСе, можно дать главную рекомендацию по использованию АРСа: для построения карт эпицентров целесообразно ограничиваться данными, начиная с первой половины 60-х годов, когда сеть станций стала близка к современной и обеспечила достаточную точность локализации эпицентров; весь временной диапазон наблюдений необходимо включать при изучении сейсмических режимов.

Информация, заложенная в банке данных, уже используется в целом ряде геолого-геофизических разработок.

Работа над совершенствованием банка данных не прекращается.

Первоочередными являются задачи перевода программного обеспечения на базу более современной операционной системы, а также расширения вычислительных возможностей СУБД.

Список литературы

1. Аветисов Г.П. Некоторые вопросы динамики литосферы моря Лаптевых // Физика Земли. 1993. № 5. С.28-38.

2. Аветисов Г.П. Геодинамика сейсмоактивных зон Арктического региона // Отечественная геология. ·1993. № 10. C.52-62.

3. Аптекман Ж.Я., Желанкина Т.С, Кейлис-Борок В.И. и др. Массовое определение механизмов очагов землетрясений на ЭВМ // Теория и анализ сейсмологических наблюдений. Вычислительная сейсмология. М., Наука, 1979. Bып.12. С.45-58.

4. Землетрясения в СССР в 1985. М., Наука, 1987. C.11-15.

5. Линден Н.А. О карте сейсмичности Арктики // Сейсмические и гляциологические исследования в период МГГ. М., изд-во АН СССР. 1959. № 2. C.7-17.

6. Медведев С.В., Шпонхойер В Карник В. Шкала сейсмической интенсивности MSK-64. М., Междвед.геофизком. при Президиуме АН СССР. 1965. 11 с.

7. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР (с древнейших времен до 1975 г.) / Под ред. Н.В. Кондорской, Н.В.Шебалина. М., Наука, 1977. 535 с.

8. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенноскандии 1951-1970 гг. М., изд-во МГК АН СССР. 1977. 111 с.

9. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенноскандии 1971-1975 гг. М:, изд-во МГК АН СССР. 1979. 77 с.

10. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенноскандии 1976-1980 гг. М., изд-во МГК АН СССР. 1986. 81 с.

11. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенноскандии 1981-1985 гг. М:, изд-во МГК АН СССР. 1991. 91 с.

12. Раутиан Т.Г. Об определении энергии землетрясений на расстоянии до 3000 км / Тр. ИФЗ АН СССР. 1964. № 32(199). С.88-9З.

13. Bath М. Earthquakes in Sweden. Swed.Geol.Surv. 1979. С 750. 79 р.

14. Canadian earthquakes.... // Seism.Ser.Earth.Phys.Br ...

15. Flinn Е.A.; Engdahl E.R. А proposed basis for geographical and seismic regionalization // Review Geophysics. 1965. V .3. № 123.

16. Flinn Е.А., Engdahl E.R., Нill A.R. Seismic and geographical regionalization // Bulletin of the Seismological Society of· America. 1974. V.64. Pt. II. 771.

17. Gutenberg В. Richter C.F. Earthquake magnitude, intensity, energy and acceleration (second paper // Bulletin of the Seismological Society of America. 1956. V.46. P.105-145.

18. Hodgson J.H., Bath М. et. al. Seismicity of the Arctic // Annals of the lntern. Geophys.Year. 1965. V.30. P.33-66.

19. Nuttli О.W. Seismic wave attenuation and magnitude relations for eastern North America // Journal of Geophysical Research. 1973. V.78. Р.876-885.

20. Regional Catalogue of earthquakes. International Seismological Centre.

21. Sykes LR. Тhе seismicity of the Arctic // Bull. Seism. Soc. Am. 1965. V.55. № 2. Р.519-536.

22. Wetmiller R.J., Forsyth D.A. Seismicity of the Arctic, 1908-1975 / Arctic geophysical review: Publications of the Earth Physics branch. 1978. V.45. № 4. P.l5-24