بخشی از مقاله
چكيده
تعيين سريع بزرگي در كاهش خسارات و تلفات زمينلرزه بسيار اهميت دارد. اين مطالعه با استفاده از دوره تناوب غالب موج P در دادههاي شبكه لرزه نگاري باند پهن دانشگاه فردوسي مشهد - FUMSN - انجام شده است. تعيين دوره تناوب غالب موج P، مستلزم روشي است كه بتواند مدت زمان آشفتگي حاصل از نوفه زمينه در ابتداي دريافت موج P را مشخص كند.
براي اين كار ما دو روش را به نام " تفاضل" و "لبه " معرفي ميكنيم. پس از تعيين زمان آشفتگي، بيشترين مقدار دوره تناوب محاسبه شده، دوره تناوب غالب خواهد بود. برازش رابطهاي به دوره تناوب غالب محاسبه شده و بزرگي زلزلههاي ثبت شده نشان ميدهد كه با انتخاب يك پنجره زماني كمتر از ١٠ ثانيه - بسته به روش و نرخ نمونه برداري - از آغاز زمان رسيد موج P، بزرگي زمينلرزه با خطاي ٦/٠ تعيين مي شود.
١ مقدمه
مطالعات مشاهداتي بر روي ارتباط بين مشخصات بخشهاي آغازين موج زلزله، با دو هدف كلي انجام مي گيرد. يكي درك و فهم فيزيك گسيختگي زلزله و ديگري مطالعه ارتباط بين اولين سيگنالهاي ثبت شده در لرزهنگارها و بزرگي رخداد براي تخمين سريع بزرگي است كه ميتواند در سامانههاي هشدار سريع نيز استفاده شود
اين سامانهها در بسياري از كشورهاي دنيا با روشهاي متفاوت و با بررسي خصوصيات مختلف امواج لرزهاي در حال اجرا و آزمايش است و با توجه به اينكه موج P سريعتر از ساير امواج حركت ميكند، عمده مطالعات بر روي اين موج انجام شده است. به عنوان مثال ميتوان به كشورهاي ژاپن، تايوان، مكزيك، ايالات متحده، روماني، تركيه، چين، سوئيس، ايتاليا و ايران اشاره كرد - . چهار روش متداول نرمافزاري به عنوان روشهاي هشدار سريع زلزله عبارتند از : ElarmS، Virtual Seismologist، Presto و .PreSEIS
از ميان اين روش ها ElarmS، با پردازش موج لرزهاي، زمان رسيد موج P، Pd - بيشترين جابجايي موج - P، τPmax - پريود غالب موج - P و نسبت سيگنال به نويز را به دست ميآورد. بيشترين جابجايي، هر ثانيه تعيين ميشود. اين پارامترها به صورت دائم به يك برنامه بررسي رخداد منتقل ميشوند كه بين رسيد موج و زلزله، همبستگي ايجاد مينمايد، محل زلزله را بر اساس زمان رسيد، تعيين مينمايد، با استفاده از Pd و τPmax ، بزرگي را تخمين ميزند و توزيع لرزش زمين را با استفاده از روابط كاهيدگي و تصحيحات مكاني، پيشبيني مينمايد. سيستم در هر ثانيه به روز ميشود و يك نقشه هشدار براي لرزش زمين پيشبيني شده، فراهم مينمايد Allen - و همكاران، ٢٠٠٩ - . در اين مطالعه براي تعيين بزرگي از روش دوره تناوب - پريود - غالب موج P استفاده شد.
٢ روش تحقيق و دادهها
براي تعيين بزرگي با استفاده از روش پريود غالب موج P مراحل زير بر روي داده هاي ثبت شده در شبكه لرزه نگاري باند پهن دانشگاه فردوسي مشهد انجام شد. ابتدا بر روي دادهها فيلتر Butterworth ميانگذر ١/٠ تا ١٠ هرتز اعمال ميشود تا نويزهاي فركانس بالا حذف شوند و نسبت سيگنال به نويز بيشتر شود Lockman - و Allen، ٢٠٠٧ - . مرتبه اين فيلتر ٨ ميباشد كه معادل وجود ٤ قطب است. پس از آن يك پنجره زماني ١٠ ثانيهاي از زمان آغاز موج P انتخاب شده و سپس با استفاده از روابط ١ تا ٣،پريود غالب محاسبه ميشود
TiP پريود غالب براي نمونه i و xi سرعت زمين و Xi مجذور سرعت هموار شده و Di مجذور مشتق سرعت هموار شده و α ضريب هموار كننده است.اما از اينپارامتر مستقيماً نميتوان استفاده كرد چرا كه در ابتداي پريود محاسبه شده مقداري آشفتگي و ناپايداري دارد
براي يافتن مدت زمان آشفتگي و رسيدن به زمان آرامش دو روش بكار گرفته شد. روش اول كه آنرا "تفاضل" - Diff - ميناميم اساس آن گرفتن تفاضل از دادهها است و با اين كار تغييرات تشخيص داده شده و زمان كاهش تغييرات به عنوان زمان آرامش در نظر گرفته ميشود. روش ديگر روش "لبه" - edge - است كه براي اجراي آن از تابعي با همين نام در نرم افزار Matlab بهره جستيم. وظيفه اين تابع لبهيابي - محل تغييرات - در تصاوير و پردازش تصوير است كه اساس آن نيز مشتقگيري از دادهها به وسيله يك پنجره مشتقگير متحرك است و تغييرات در يك سري از دادهها را مشخص مينمايد.
رابطه بين پريود غالب با بزرگي از اين دو طريق محاسبه شد، به صورتي كه از لحظه از بين رفتن آشفتگي بيشترين مقدار پريود محاسبه شده در يك پنجره زماني ٤ ثانيه اي پريود غالب ناميده ميشود - شكل ١ - . شكل ٢ موقعيت زمينلرزههاي مورد استفاده و همچنين ايستگا ههاي شبكه لرزه نگاري باند پهن دانشگاه فردوسي مشهد را نشان ميدهد.
شكل١. تعيين پريود غالب به وسيله دو روش Diff و edge
شكل ٢. موقعيت ايستگاه ا و زم نلرزه ای مورد استفاده
