Երկրաշարժի էպիկենտրոնի եռանկյունավորման հաշվիչ

Սեյսմիկ ալիքների ֆիզիկան և S−P միջակայքը

Երկրաշարժի էպիկենտրոնի տեղորոշումը հիմնված է տարբեր տեսակի սեյսմիկ ալիքների տարածման արագությունների տարբերության վրա: Երբ տեղի է ունենում սեյսմիկ իրադարձություն, աղբյուրից տարածվում են առաջնային (P-wave՝ սեղմման) և երկրորդային (S-wave՝ տեղաշարժի) ալիքները: Քանի որ P-ալիքներն ավելի արագ են շարժվում, քան S-ալիքները, դրանք առաջինն են հասնում գրանցող կայաններին: Այս երկու ալիքների ժամանման պահերի միջև ընկած տարածությունը կոչվում է S−P միջակայք:

Ինչքան մեծ է հեռավորությունը երկրաշարժի օջախից մինչև սեյսմիկ կայանը, այնքան ավելի է մեծանում S−P ժամանակային միջակայքը: Օգտագործելով ալիքների տարածման հաստատուն արագությունների ենթադրությունը՝ ժամանման ժամանակի տարբերությունը բավարարում է հետևյալ հավասարմանը.

Δt = D(1/Vs − 1/Vp)

Այս բանաձևի ձևափոխումը թույլ է տալիս հաշվարկել կայանից մինչև էպիկենտրոն ընկած ուղիղ հեռավորությունը (D)՝ հիմնվելով միայն գրանցված ժամանակային միջակայքի վրա.

D = Δt ÷ (1/Vs − 1/Vp)

Եռանկյունավորման երկրաչափությունը և սահմանափակումները

Մեկ սեյսմիկ կայանի տվյալները թույլ են տալիս որոշել միայն հեռավորությունը, ինչը քարտեզի վրա գծում է հնարավոր էպիկենտրոնների շրջանագիծ: Երկու կայանների դեպքում այդ շրջանագծերը հատվում են առավելագույնը երկու կետում: Ունիկալ էպիկենտրոնը որոշելու համար անհրաժեշտ է առնվազն երեք կայանների տվյալների համադրում:

Այս գործիքն աշխատում է Երկրի պարզեցված սֆերիկ մոդելով, որտեղ շառավիղը (R) ընդունվում է հաստատուն՝ 6,371 կմ: Մակերևութային հեռավորությունը (d) հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

d = R × հավերսինուսի կենտրոնական անկյուն, որտեղ R = 6371 km

Այս մոդելը նախատեսված է ուսումնական նպատակների համար և ենթադրում է ոչ խորը (ծանծաղ) աղբյուր ու ալիքների հաստատուն արագություն: Այն հաշվի չի առնում իրական սեյսմիկ կատալոգներում կիրառվող բարդ գործոնները, ինչպիսիք են աղբյուրի խորությունը, կորագիծ ճառագայթների հետագծերը և Երկրի շերտավոր կամ եռաչափ արագության կառուցվածքները:

Փոքրագույն քառակուսիների մեթոդը և մնացորդների վերլուծությունը

Իրական դիտարկումներում չափման սխալների և միջավայրի անհամասեռության պատճառով երեք կամ ավելի կայանների հաշվարկած շրջանագծերը հազվադեպ են հատվում մեկ ճշգրիտ կետում: Լավագույն լուծումը գտնելու համար կիրառվում է փոքրագույն քառակուսիների մոտեցումը, որը նվազագույնի է հասցնում բոլոր կայանների հեռավորությունների տարբերությունների քառակուսիների գումարը.

նվազագույնի հասցնել Σ(dᵢ − Dᵢ)²-ը բոլոր կայանների համար

Յուրաքանչյուր կայանի համար հաշվարկվում է «Մնացորդ» (residual), որը ստացվում է որպես համապատասխանեցված ոլորտային հեռավորության և S−P միջակայքից ստացված հեռավորության տարբերություն:

Գործիքի մուտքային տվյալները և սահմանափակումները

Հաշվարկն իրականացնելու համար օգտատերը պետք է մուտքագրի հետևյալ պարամետրերը.

• Կայանների տվյալներ (նվազագույնը 3, առավելագույնը 8 կայան): Յուրաքանչյուր կայանի համար պահանջվում է.
  • Կայանի անունը
  • Լայնություն (լայնությունը պետք է լինի −90°-ից մինչև 90°)
  • Երկայնություն (երկայնությունը պետք է լինի −180°-ից մինչև 180°)
  • S−P միջակայք (մեծ է 0-ից և չի գերազանցում 2000 վայրկյանը)
• Տարածման մոդելի պարամետրեր.
  • P-ալիքի արագություն (մեծ է 0-ից և չի գերազանցում 20 km/s-ը, պետք է մեծ լինի S-ալիքի արագությունից)
  • S-ալիքի արագություն (մեծ է 0-ից և չի գերազանցում 20 km/s-ը, պետք է փոքր լինի P-ալիքի արագությունից)
  • Ժամանակի անորոշություն (1σ) (մեծ է 0-ից և չգերազանցի 60 վայրկյանը)

Օգտատերը կարող է սեղմել «Բեռնել Տոկիոյի օրինակը» կոճակը՝ նախապես լրացված տվյալներով փորձարկում կատարելու համար, կամ «Մաքրել»՝ բոլոր դաշտերը զրոյացնելու համար:

Սխալների հաղորդագրություններ և կանոններ

Գործիքն իրականացնում է մուտքագրված տվյալների խիստ ստուգում և սխալների դեպքում ցուցադրում է համապատասխան հաղորդագրությունները.

• Կայանների քանակի խախտում. Օգտագործեք երեքից ութ կայան:
• Ոչ թվային արժեքներ. input. «abc»-ը թիվ չէ:
• Կոորդինատների սահմաններից դուրս գալը. 1 կայան. լայնությունը պետք է լինի −90°-ից մինչև 90°: կամ 1 կայան. երկայնությունը պետք է լինի −180°-ից մինչև 180°:
• Սխալ ժամանակային միջակայք. 1 կայան. մուտքագրեք S−P միջակայք, որը մեծ է 0-ից և չի գերազանցում 2000 վայրկյանը:
• Արագությունների սահմաններ. Vₚ/Vₛ-ը պետք է մեծ լինի 0-ից և չգերազանցի 20 km/s-ը:
• Արագությունների անհամապատասխանություն. P-ալիքի արագությունը պետք է մեծ լինի S-ալիքի արագությունից:
• Ժամանակային անորոշության սահմաններ. Ժամանակային անորոշությունը պետք է մեծ լինի 0-ից և չգերազանցի 60 վայրկյանը:
• Նույնական կոորդինատներ. 1 և 2 կայաններն ունեն նույն կոորդինատները: Օգտագործեք կայանների տարբեր տեղադրություններ:
• Անկայուն երկրաչափություն (օրինակ՝ կայանները դասավորված են մեկ գծի վրա կամ խիտ կլաստերով). Այս կայանները չեն սահմանափակում կայուն երկչափ տեղադրություն: Ավելացրեք կայան ընթացիկ գծից կամ կլաստերից հեռու:
• Թվային գերալցում. Արժեքը կամ միջանկյալ արդյունքը գերազանցում է աջակցվող թվային տիրույթը:

Արդյունքների մեկնաբանում և անորոշության տարածում

Հաշվարկի ավարտից հետո համակարգը ցուցադրում է հետևյալ արդյունքները.

• Գնահատված էպիկենտրոն (լայնություն և երկայնություն)
• Հեռավորության համապատասխանեցման որակ. նշվում է որպես մոտ հեռավորության համապատասխանեցում, խառը հեռավորության համապատասխանեցում կամ վատ հեռավորության համապատասխանեցում
• Կայանների դասավորության որակ. նշվում է որպես կայանների ուժեղ դասավորություն, կայանների միջակ դասավորություն կամ կայանների թույլ դասավորություն
• Հեռավորության RMS մնացորդը և Հեռավորության ամենամեծ մնացորդը
• Դիրքի մոտավոր 1σ և Հեռավորության 1σ ըստ կայանի

Գործիքը նաև գեներացնում է «Կայանների դասավորության սխեմա», որն ուղեկցվում է հետևյալ գրությամբ. «Միայն հարաբերական դասավորություն. քարտեզ, սահմաններ կամ երկրաշարժերի իրական ժամանակի տվյալներ չկան:»:

Ժամանակային անորոշության տարածումը հաշվարկվում է օգտատիրոջ կողմից ներմուծված 1σ արժեքի հիման վրա: Այն ցույց է տալիս, թե ինչպես է ժամանակի չափման սխալը վերածվում տարածական անորոշության գլխավոր հորիզոնական առանցքի վրա՝ կախված կայանների երկրաչափական դասավորությունից:

Գաղտնիություն և տվյալների մշակում

Այս հաշվիչն ամբողջությամբ աշխատում է օգտատիրոջ սարքի վրա: Բոլոր մուտքագրված կայանների կոորդինատները, S−P ժամանակային միջակայքերը և հաշվարկված արդյունքները մնում են տեղական բրաուզերում և չեն վերբեռնվում արտաքին սերվերներ:

Հաճախ տրվող հարցեր (FAQ)

Ինչո՞ւ է անհրաժեշտ երկրաշարժի էպիկենտրոնի որոշման համար երեք կայան:
Մեկ S−P չափումը տալիս է հեռավորության շրջանագիծ, այլ ոչ թե ուղղություն: Երկու շրջանագծերը կարող են հատվել երկու վայրում: Երրորդ կայանը սովորաբար թույլ է տալիս կատարել ընտրությունը, մինչդեռ չորրորդ կամ հաջորդ կայանները մնացորդների միջոցով տեսանելի են դարձնում անհամապատասխանությունը: Աղբյուրի շուրջ սփռված կայաններն ավելի լավ են սահմանափակում թե՛ լայնությունը, թե՛ երկայնությունը, քան մեկ գծի երկայնքով դասավորված կայանները:

Արդյո՞ք S−P հեռավորությունը մակերևույթի ճշգրիտ հեռավորությունն է:
Ոչ: Հաստատուն արագության բանաձևը գնահատում է ընդհանուր տարածման ուղին՝ հիմնվելով ժամանման ժամանակների տարբերության վրա: Այդ շառավիղը որպես ոլորտային մակերևութային հեռավորություն դիտարկելը ենթադրում է ծանծաղ աղբյուր և արագության պարզ կառուցվածք: Իրական տարածման ժամանակի կորերը կախված են խորությունից, հեռավորությունից և այն նյութից, որով անցնում է յուրաքանչյուր ճառագայթ:

Ի՞նչ է նշանակում դրական կամ բացասական մնացորդը:
Մնացորդը համապատասխանեցված ոլորտային հեռավորության և S−P-ից ստացված հեռավորության տարբերությունն է: Դրական արժեքը նշանակում է, որ համապատասխանեցված կետն ավելի հեռու է այդ կայանից, քան իր S−P շառավիղը. բացասականը նշանակում է, որ այն ավելի մոտ է: Խառը մեծ մնացորդները ցույց են տալիս, որ շրջանագծերը չեն կիսում մեկ մաքուր հատում ընտրված արագությունների դեպքում:

Ի՞նչ է ներառված դիրքի անորոշության մեջ:
Այն տարածում է ժամանակային 1σ եզակի արժեքը S−P հեռավորության գործակցի և համապատասխանեցված կետի մոտակայքում գտնվող կայանների երկրաչափության միջոցով: Այն չի ներառում արագության սխալ մոդելը, կենտրոնի խորությունը, սխալ նշված փուլերը, ժամացույցի շեղումը կամ Երկրի եռաչափ կառուցվածքը, ուստի այն չի հանդիսանում ճշգրտության ամբողջական հավաստում: