Геофизическая служба РАН

Геофизическая служба Российской Академии Наук (www.ceme.gsras.ru, www.emsd.ru) обеспечивает сейсмологические наблюдения за подводными землетрясениями в районах Тихого океана и своевременное определение возможности возникновения цунами в результате этих землетрясений.

Сейсмологические наблюдения в целях предупреждения о цунами

Сейсмологические наблюдения в целях предупреждения о цунами осуществляются Сейсмической подсистемой Службы предупреждения о цунами, в состав которой входят следующие компоненты:

  • сеть сейсмологических наблюдений;
  • информационно-обрабатывающие центры со спутниковой коммуникационной системой.

Сеть сейсмологических наблюдений

Основные функции и задачи сети сейсмологических наблюдений:

  • непрерывные наблюдения за сейсмологической обстановкой на акватории Тихого океана, включая Японское, Охотское и Берингово моря;
  • обнаружение и регистрация землетрясений на акватории Тихого океана, включая Японское, Охотское, Берингово моря, в круглосуточном непрерывном режиме;
  • обработка сейсмических сигналов в автоматическом и автоматизированном режимах с целью быстрой оценки параметров сильных землетрясений на акватории Тихого океана, включая Японское, Охотское, Берингово моря, по одной станции, по локальной группе станций, по сети станций и оценки их цунамигенности;
  • передача результатов обработки сейсмологических данных (параметры очагов землетрясений) в центры Службы предупреждения о цунами на региональном и федеральном уровнях;
  • принятие решения об угрозе цунами по одной станции, по локальной группе станций, по сети станций при эпицентрах землетрясений в ближней зоне;
  • передача сигналов предупреждения о цунами на локальном, региональном и федеральном уровне по схемам оповещения Службы предупреждения о цунами;
  • обмен данными наблюдений с российскими и международными сейсмологическими центрами и центрами предупреждения о цунами;
  • сбор, накопление и систематизация данных сейсмологических наблюдений, обобщение и анализ записей цунамигенных землетрясений в целях развития научно-методического и информационного обеспечения Службы предупреждения о цунами.

В состав сети сейсмологических наблюдений входят следующие компоненты:

  • опорные и вспомогательные сейсмические станции;
  • информационно-обрабатывающие центры;
  • специализированная система связи для передачи сейсмических данных;
  • оконечные устройства системы оповещения об угрозе цунами.

Опорная сейсмическая станция функционирует в непрерывном автоматическом и автоматизированном режимах с постоянным круглосуточным присутствием высококвалифицированного персонала, имеет в своем составе сейсмическую микрогруппу - 4-5 вынесенных на расстояние 5-100 км автоматических акселерометров с передачей данных в реальном времени. Это существенно увеличивает точность определения параметров землетрясений и создает основу для выработки сигнала о возможности цунами на локальном уровне при превышении регистрируемых ускорений движения грунта заданного порога.

Вспомогательная сейсмическая станция функционирует в непрерывном автоматическом режиме, постоянное присутствие персонала не требуется.

Необходимые исходные данные для выработки предупреждения о цунами - это данные непрерывной 3-компонентной цифровой регистрации движений грунта в широком диапазоне периодов от сотен секунд до 0.05 секунды (полоса частот не менее 0.01-20 Гц.). Принципиально важно обеспечить достаточный динамический диапазон системы. Она должна без искажений регистрировать ускорения грунта до 1000-2000 см/с2 и скорости до 200 см/с. Опорные и вспомогательные сейсмические станции обеспечивают:

  • регистрацию сейсмических сигналов от слабых до сильных землетрясений, вызывающих интенсивность сотрясений до 9-10 баллов по шкале MSK-64, что соответствует ускорениям движения грунта до 10-20 м/с2;
  • регистрацию сейсмических сигналов в полосе частот 0.0083 - 40 Гц с динамическим диапазоном не менее 130 Дб;

В составе Сейсмической подсистемы Службы предупреждения о цунами используются датчики компании Güralp.

Информационно-обрабатывающие центры (ИОЦ)

ИОЦ в гг. Петропавловске-Камчатском, Южно-Сахалинске и Владивостоке одновременно и параллельно решают задачи о возможности возникновения цунами по данным всех сейсмических станций привлеченных к наблюдениям.

Для этого обеспечивается возможность равного и полного доступа каждого ИОЦ к данным всех сейсмических станций и результатам обработки данных других ИОЦ. Таким образом, обеспечивается создание общего информационного пространства. Это обеспечивает, в том числе, резервирование выполнения функций каждого ИОЦ при выходе его из строя (катастрофическое землетрясение, технические отказы).

В ИОЦ собираются наиболее полные данные о землетрясении, что позволяет применять самые современные и эффективные алгоритмы определения координат, глубины и магнитуды сильного землетрясения и оценки его цунамигенности. Относительно полные данные о землетрясении от всех сейсмических станций региона в ИОЦ будут получены на 3-5 минут позже, чем оно будет зарегистрировано на ближайшей к его эпицентру станции. Более сложные алгоритмы также потребуют и больших затрат времени. Таким образом, наиболее достоверные решения о возможности возникновения цунами будет получено с задержкой не более 5-10 минут по сравнению с моментом принятия решений на ближайших к эпицентру землетрясения вспомогательных и базовых сейсмических станциях.

В настоящее время Сейсмическая подсистема Службы предупреждения о цунами обеспечивает времени задержки на оповещение населения о возможности цунами от начала регистрации землетрясения сейсмическими станциями:

  • До 4 минут - для защищаемого населенного пункта по макросейсмической интенсивности;
  • До 7 минут - для сейсмоактивных зон, контролируемых станциями Сейсмической подсистемы Службы предупреждения о цунами на эпицентральных расстояниях до 200 км;
  • До 20 минут - на межрегиональном уровне в зоне ответственности Сейсмической подсистемы Службы предупреждения о цунами на Дальнем Востоке России с эпицентральными расстояниями от станций до 2000 км.