تخمین سریع بزرگی و فاصله رومرکزی زلزله برای منطقه البرز با استفاده از روش b-δ

در روش bδ با تخمین بزرگا و فاصله رومرکزی زلزله در هر ایستگاه قبل از رسیدن امواج مخرب زلزله به ایستگاه، می توان درصورتی‌که مقادیر تخمین زده شده از یک حد آستانه مشخص بزرگ‌تر باشد اعلام هشدار نمود. با بررسی اطلاعات ایستگاه بر اساس ثانیه های ابتدایی موج p (3 ثانیه) و با برازش تابع ساده‌ای به بخش ابتدایی پوش‌نگاشت لرزه ای، ضرایب مناسب توسط روش برازش کمترین مربعات به دست می آیند. از این رو برای تخمین بزرگا و فاصله رومرکزی بر اساس ثانیه های ابتدایی موج p و برآوردی از بزرگای زمین لرزه در حال وقوع پیش از رسیدن جنبش های مخرب (موج s)، به روابطی تجربی نیاز است که با تهیه نگاشت زمین لرزه های قبلی در هر منطقه و پردازش آنها به دست می آیند. با توجه به تعداد کم زلزله های ثبت شده در تهران، وقوع زلزله 25 مهرماه 1388 شهرری فرصتی برای بررسی خصوصیات ژئوفیزیکی منطقه ایجاد شده است. این زلزله به لحاظ تعداد ایستگاه های ثبت‌کننده و فاصله رومرکزی کم از شهر تهران از اهمیت فراوانی برخوردار است و نیز به‌عنوان گواهی بر فعالیت لرزه خیزی گسل های جنوبی شهر تهران محسوب می شود. همچنین زمین لرزه نیرومند 8 خرداد 1383 کجور فیروزآباد که در حد فاصل بلده و مرزن‌آباد به وقوع پیوست (بخش شمالی تهران)، دارای 147 شتاب‌نگاشت برای مطالعه می باشد. با استفاده از 76 نگاشت مولفه ی قائم شتاب‌نگاشت‌های زلزله های مذکور، برای تخمین فاصله رومرکزی رابطه ی logδ=0.211logb+1.74±0.43 برای منطقه ی مورد مطالعه به دست آمده است. برای تخمین بزرگا ازpmax ، بیشترین دامنه موج p در بخش ابتدایی، استفاده می شود. در این مطالعه رابطه تخمین بزرگا به صورت  mest = 1.83log pmax–1.4logb+5.5±0.49 حاصل شده است. روابط به‌دست‌آمده می توانند به عنوان روابطی قابل اطمینان و مناسب در سامانه هشدار سریع منطقه البرز به کار گرفته شوند.

Magnitude and Epicentral Distance Estimation from a Single Seismic Record in the Alborz Region

Rapid estimation of the epicentral distance and magnitude is of fundamental importance for real time earthquake detection and earthquake early warning systems (EEWS). Earthquake magnitude and Pwave amplitude are important parameters for EEWS, yet their dependence on source mechanism, focal depth and epicentral distance (Δ) has not been fully studied. We examined a method to estimate an earthquake’s magnitude and epicentral distance using the initial part of Pwave data (within 3 s) for application in EEWS. The BΔ method is used to estimate the epicentral distance from a single station data in a short time. In order to quantitatively evaluate the difference in observed seismic waveforms, we used a simple function with the form of y(t) = B.t.exp(At) and determined A and B in terms of the leastsquares method by fitting this function to the initial part of the waveform envelope. logB is inversely proportional to logΔ, where Δ is the epicentral distance. This relation holds true regardless of earthquake magnitude. By using this relation, we can roughly estimate the epicentral distance nearly immediately after the Pwave arrival. Then, we can readily estimate the magnitude from the maximum amplitude observed within a given short time interval after the Pwave arrival by using an empirical magnitude–amplitude relation that includes the epicentral distance as a parameter. B values are calculated on the basis of 76 verticalcomponent accelerograms of the Alborz region in a magnitude range Mw 4.56.2 and epicentral distances less than 100 km. By using this method, we could estimate the epicentral distance and earthquake magnitude by specific relations for this region. We showed the amplitude of the large earthquake increases gradually with time, whereas that of the small earthquake decreases soon after Pwave arrival, which is consistent with the observation by other researchers.This method, as a whole, works well for estimating an earthquake magnitude from a B value and the maximum amplitude observed within a quite short time (e.g., 3 sec) from the Pwave arrival. However, some improvements may be required for near earthquakes and for illnatured earthquakes for which the fault rupture process is rather complicated, such as the Mosha fault with different segments. One measure that we can take to cope with this difficulty is to estimate the magnitude repeatedly with time as the amplitude increases. The term logB may be replaced with other functions such as log(log B). In order to determine the best functional formula for this term, we need further investigations with more earthquake data covering a larger range of magnitudes, depths, and distances. The other parameter A, may be useful for distinguishing shallow and deep earthquakes and large and small earthquakes. This can be an option for future studies.This method can apply as a new standalone seismographic system that detects an earthquake and issues a warning immediately after the arrival of Pwave. The greatest advantage of this method is its accuracy and rapidness.