Ετήσια χωρο-χρονικά σεισμικά πρότυπα για την ταυτοποίηση γεωφυσικής

θερμικής ρύπανσης

Γιώργος Χ. Μηλιαρέσης Τμήμα Γεωλογίας,

Παν/μιο Πατρών, gmiliar@upatras.gr

Δι-Ημερίδα: Τηλεπισκόπηση-εξελίξεις & εφαρμογές ΤΕΕ, ΓΕΩΤΕΕ, ΕΕΦΤ

22-23 Φεβ. 2007

γεωφυσική θερμική ρύπανση

εργαστηριακά πειράματα προσεισμικά χαμηλής συχνότητας

ηλεκτρομαγνητικά ρεύματα χάνουν ένα μέρος της φόρτισης τους που μετατρέπεται σε θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία

λόγω αύξησης της πίεσης ιονισμένα υδροθερμικά ρευστά διαδίδονται προς την επιφάνεια.

αποτέλεσμα ΘΕΡΜΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ

{αύξηση καταγραφόμενης θερμικής ακτινοβολία από δορυφορικά

συστήματα (Long et al., 2002) }ΜΕΓΕΘΟΣ μεταβολής: 2ο – 5ο C

+ + + +> > > >

Δευτερογενή βιοφυσικά φαινόμενα που έχουν καταγραφεί προσεισμικά από δορυφορικά συστήματα

(Tronin, 1999, Singh et al. 2002, Cervone & Kafatos 2004, Saraf et al. 2005)

1. υγρασία/εξατμιση (MISR-Terra, SSM/I microwave radiometer on Tropical rainfall Measuring Mission),

2. χλωροφύλλης (MODIS), 3. όζοντος (TOMS),κ.α.

Α. Ηλεκτρομαγνητικοί δορυφόροιlow f ΕΜ 1. QuakeSat http://

www.quakefinder.com/fppt/ και ο

2. Demeter http://smsc.cnes.fr/DEMETER/GP_organisation.htm

Δυνατότητες Καταγραφής

Β. Καταγραφές στο θερμικό υπέρυθρο

H κινέζικη προσέγγιση: σύστημα παρακολούθησης βάση του NOAA (AVHRR) & της σειράς FY-1,2…

– χρονική διακριτική ικανότητα 4 ώρες, – Επίκεντρο δ/νσης ανάπτυξης, χωρική μεταβολή– Μέγεθος 1200000Km2 ~Ms 7, 400000Km2 ~Ms 6,

200000Km2 ~Ms 5 – Χρόνος 1-15 ημέρες στην Αν. Κίνα, 30-60 ημέρες στην Δυτ.

Κίνα Παραδείγματα: Changshu earthquake 1990 , Taiwan, 1991, Hualian

earthquake 1992, Dongsha 1994 Παραδείγματα σε άλλες περιοχές: Ρωσία Kamchatka 1996, Ινδία

Gujarat 2001, Ιραν Bam 2003, Λευκάδα 2003, Πακιστάν 2005.

Συμπληρωματικές δυνατότητες: ΜODIS, ATSR, ASTER-TIR,

Διαθεσιμότητα δορυφορικών καταγραφών θερμικής υπέρυθρης ακτινοβολίας

AVHHR με χρονική επαναληψιμότητα 3-4 φορές/24-ωρο

διαθέσιμα από το διαδίκτυο (CLASS) δωρεάν (από το 1980 μέχρι

σήμερα) σε πρωτογενή μορφή 2 days delayΤα χρησιμοποιήσαμε στην ταυτοποίηση

γεωφυσικής θερμικής ρύπανσης στο σεισμό της Λευκάδας 2003.

Το Πρόβλημα

Για αυτό τον λόγο προτείνεται 1. να εκφρασθεί η σεισμική δράση ανά μονάδα επιφανείας και να

προσδιορισθεί ένα εύρος επίδρασης προκειμένου να υπάρχει ένας μηχανισμός αξιολόγησης

2. να συσχετισθεί η σεισμική δράση με την εκπεμπόμενη θερμική ακτινοβολία σε μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα (ετήσιες-μηνιαίες-εβδομαδιαίες μεταβολές).

3. Από μαθηματικής πλευράς η ανάλυση των διαχρονικών πλεγματικών εικόνων να γίνει με wavelet transform, change detection, multi-temporal data analysis με στόχο

– απομόνωση κυκλικών (πχ ημερήσιων, εποχικών-ετήσιων μεταβολών)

– τον προσδιορισμό χρονικών προτύπων σε κάθε μέγεθος – καθώς προσδιορισμό της υστέρηση της μεταβολής του ενός

μεγέθους σε σχέση με το άλλο

1. Η συσχέτιση έγινε σε καταστρεπτικούς σεισμούς με την μελέτη θερμικών εικόνων πριν την εκδήλωση του κύριου σεισμού. Το μειονέκτημα: η αύξηση της εκπεμπόμενης θερμικής ακτινοβολίας που καταγράφει ο δορυφόρος μπορεί να οφείλεται σε άλλους παράγοντες και όχι στην σεισμική δράση.

2. το φαινόμενο έχει μελετηθεί με μονοσήμαντο τρόπο. H άνοδος της εκπεμπόμενης θερμικής ακτινοβολίας πριν από κάποιο σεισμό αναφέρεται. Όταν δεν έχουμε συσχέτιση δεν γίνεται έρευνα.

Στόχος σε αυτή την παρουσίαση

Θα γίνει σύνθεση πλεγματικών εικόνων ετήσιας σεισμικής δραστηριότητας για τον Ελληνικό χώρο το διάστημα 1970-2005.

Θα γίνει κατάτμηση σε χωροχρονικές ζώνες για να εντοπισθούν χωρικές ενότητες αλλά και χρονικά διαστήματα στα οποία η σεισμική δραστηριότητα μεγιστοποιείται

– έτσι ώστε να γίνει σε μεταγενέστερο στάδιο συσχέτιση αυτών των ζωνών με τα χωροχρονικά πρότυπα μεταβολής στης υπέρυθρης ακτινοβολίας έτσι όπως αυτή καταγράφεται από δορυφορικά συστήματα AVHHR, FY, ATSR, MODIS, ASTER, νέα γενιά MeteoSat κ.α. και πιθανώς άλλες βιοφυσικές παραμέτρους (όζον, εξάτμιση, περιεχόμενη στην ατμόσφαιρα υγρασία, χλωροφύλλη).

Σεισμικά επίκεντρα

Η περίοδος μελέτης αφορά την περίοδο 1970-2005 και η περιοχή μελέτης ορίζεται από γεωγραφικό πλάτος (φ) στο διάστημα [34ο, 42ο]

και γεωγραφικό μήκος (λ) στο διάστημα [21ο, 30ο].

Οι σημειακές εκτιμήσεις της σεισμικής δραστηριότητας έγιναν από τον U.S. Advanced National Seismic System

Composite Earthquake (ANSS) Catalog (http://www.ncedc.org/ που μας δίνει επίκεντρο, μέγεθος, εστιακό βάθος

Ετήσια συχνότητα

The main problem of seismic catalogues is that they are inherently inhomogeneous because the location and magnitude determination

methodologies have changed, as seismic instrumentation and computational capabilities have improved over time (Kayan, 2003). The most common

information available describes the earthquake occurrence all over the globe. Due to limited sensitivity and coverage of the Earth by seismographic networks, small in magnitude events are generally missing from earthquake catalogues.

The magnitude threshold is not uniform in time and space. Additionally earthquakes are not point sources (as they are represented in international

catalogues), but have complex temporal and spatial internal structure.

Χωρική κατανομ

ή

επι-κέντρων

Ετήσιες πλεγμα-τικές

εικόνες πυκνότητας

σεισμικότητας_______

Κύκλος ακτίνας 100 km

Εικονοστοιχείο 5 km

________Χωρική ακρίβεια

επικέντρων ?________Έκταση θερμικής

ανωμαλίας (5,000 εως

10,000 km2) Saraf A. ,

Choudhury S., 2005α,β

_________Μέγεθος 4ο c __________

1-2 ημέρες πριν τον σεισμό __________

Ετήσιες Πλεγματικές εικόνες ενέργειας

___

Ε=f(M)

Gutenberg-Richter

_____

Η σχέση μεγέθους, εστιακού

βάθους και συχνότητας (μετασεισμοί,προσεισμ

οί)

Τα Κέντρα βάρους 12 χρονικών τάξεων για την πυκνότητα

της σεισμικότητας

Πίνακας συσχέτισης των κέντρων βάρους και

γραφική αναπαράσταση των διανυσμάτων σε

ομάδες που παρουσιάζουν την μέγιστη συσχέτιση

Χρονικές τάξεις

Χωρική κατανομή των χρονικών τάξεων (μόνο) για την πυκνότητα (ενέργεια, βάθη σε επόμενα

συνέδρια) της σεισμικότητας

Συμπεράσματα