Ετήσια χωρο-χρονικά σεισμικά πρότυπα για την ταυτοποίηση γεωφυσικής θερμικής ρύπανσης

1. 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

2. 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) • υγρασία/εξατμιση (MISR-Terra, SSM/I microwave radiometer on Tropical rainfall Measuring Mission), • χλωροφύλλης (MODIS), • όζοντος (TOMS),κ.α.

3. Α. Ηλεκτρομαγνητικοί δορυφόροι Δυνατότητες Καταγραφής low f ΕΜ • QuakeSat http://www.quakefinder.com/fppt/ και ο • Demeterhttp://smsc.cnes.fr/DEMETER/GP_organisation.htm

4. 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 Kamchatka1996,Ινδία Gujarat 2001, Ιραν Bam 2003, Λευκάδα 2003, Πακιστάν 2005. Συμπληρωματικές δυνατότητες: ΜODIS, ATSR, ASTER-TIR,

5. 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 delay Τα χρησιμοποιήσαμε στην ταυτοποίηση γεωφυσικής θερμικής ρύπανσης στο σεισμό της Λευκάδας 2003.

6. 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. • 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. Το Πρόβλημα Για αυτό τον λόγο προτείνεται • να εκφρασθεί η σεισμική δράση ανά μονάδα επιφανείας και να προσδιορισθεί ένα εύρος επίδρασης προκειμένου να υπάρχει ένας μηχανισμός αξιολόγησης • να συσχετισθεί η σεισμική δράση με την εκπεμπόμενη θερμική ακτινοβολία σε μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα (ετήσιες-μηνιαίες-εβδομαδιαίες μεταβολές). • Από μαθηματικής πλευράς η ανάλυση των διαχρονικών πλεγματικών εικόνων να γίνει με wavelettransform, change detection, multi-temporaldata 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

7. 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).

8. 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 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].

9. 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.

10. Χωρική κατανομή επι-κέντρων

11. 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 __________

12. Ετήσιες Πλεγματικές εικόνες ενέργειας ___ Ε=f(M) Gutenberg-Richter _____ Η σχέση μεγέθους, εστιακού βάθους και συχνότητας (μετασεισμοί,προσεισμοί)

13. Τα Κέντρα βάρους 12 χρονικών τάξεων για την πυκνότητα της σεισμικότητας

14. Χρονικές τάξεις Πίνακας συσχέτισης των κέντρων βάρους και γραφική αναπαράσταση των διανυσμάτων σε ομάδες που παρουσιάζουν την μέγιστη συσχέτιση

15. Χωρική κατανομή των χρονικών τάξεων (μόνο) για την πυκνότητα (ενέργεια, βάθη σε επόμενα συνέδρια)της σεισμικότητας

16. Συμπεράσματα