Японские сейсмологи разработали методику оценки с использованием обученной нейронной сети потенциального влияния землетрясения на любой отдельный участок земли. Исследование опубликовано в журнале Bulletin of the Seismological Society of America.
Исследователи из Университета Хиросимы использовали данные о микротреморе земли (незначительных колебаниях почвы), полученные от различных сейсмологических станций в Японии, для обучения нейронной сети оценке коэффициента усиления сейсмической волны для любого произвольного участка.
Работа была построена на основе метода спектральных отношений (HVSR), который обычно используется для оценки резонансной частоты сейсмического грунта. Данные фиксируются в трех измерениях, что позволяет определить частоту слоев отложений поверх глубоких пород. Исследователи говорят, что предыдущие исследования показали, что этот метод не позволяет при прямом расчете оценивать коэффициент усиления сейсмической волны.
Датчик и компьютер для измерения. Источник: Хироюки Миура, Университет Хиросимы
Ученые использовали данные о микротреморах за 2012–2020 годы со 105 участков в районе Тюгоку на западе Японии. Эти участки являются частью национальной сети сейсмографов Японии, которая включает около 1 700 станций наблюдения, распределенных по территории Японии в виде единой сетки с интервалом в 20 км. Используя обобщенный метод спектральной инверсии, который разделяет параметры источника, распространения и места, исследователи проанализировали усиления для конкретных мест.
Сейсмологи отмечают, что модель хорошо зарекомендовала себя на тестовых данных, продемонстрировав возможность прогнозирования факторов усиления участка по данным микротремора. Ученые считают, что после дополнительного обучения на более широких выборках данных модель можно будет применять по всему миру.
Применяя предложенный метод, можно автоматически и точно оценить коэффициенты усиления на основе данных о микротреморе, наблюдаемых в произвольном месте. Наш метод будет создавать более точные и подробные прогнозы сейсмических движений грунта во время будущих землетрясений.
Хироюки Миура, руководитель исследования, доцент Высшей школы передовых наук и инженерии Университета Хиросимы
Как отмечают авторы работы, распространение землетрясения зависит от того, как разные слои грунта влияют на сейсмические волны. Мягкие почвы, как правило, усиливают движение грунта от землетрясения, в то время как твердые породы могут его гасить. Колебания (микротреморы), возникающие на всей поверхности Земли из-за антропогенного воздействия или атмосферных возмущений, могут быть использованы для исследования почвенных условий.
Прогнозирование колебаний грунта является важной частью систем раннего предупреждения и картирования потенциальной опасности. Однако, по словам сейсмологов, геофизические исследования для анализа почвенных условий являются дорогостоящими, что на сегодняшний день ограничивает определение характеристик коэффициентов усиления на отдельных участках.
Источник: hightech.fm
