Способ краткосрочного прогноза времени землетрясений по акустическим предвестникам

Способ краткосрочного прогноза времени землетрясений по акустическим предвестникам

Реферат

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при прогнозировании параметров землетрясений.

Известен способ определения времени предстоящего землетрясения (1), состоящий из интерпретации статистической закономерности возникновения сейсмических колебаний почвы в определенные для данного региона сроки. При этом устанавливают сейсмодатчики и датчики, регистрирующие акустическую эмиссию, регистрируют и измеряют импульсы, пакеты сейсмических волн и акустических волн, амплитуду форшоков, а также интервалы времени между ними. По времени их появления судят о времени предстоящего землетрясения. Однако предложенный способ достаточно трудоемок, поскольку связан с необходимостью производить многочисленные расчеты и не позволяет надежно регистрировать слабые аномалии - предвестники.

Задачей настоящего изобретения является осуществление надежного краткосрочного прогноза землетрясений методом пассивной локации акустической эмиссии с учетом частотного состава акустической эмиссии собственных колебаний массива горных пород, окружающего сейсмически опасную зону, где устанавливаются приемники акустической эмиссии прогностической станции.

Поставленная задача краткосрочного прогноза землетрясений решается способом, включающим установку одно и/или трехкомпонентных приемников акустической эмиссии в массиве горных пород, окружающем сейсмически опасную зону, и регистрацию полезных сигналов, отличающимся тем, что приемники устанавливают в массиве горных пород, имеющем собственные частоты акустической эмиссии, совпадающие с частотами акустической эмиссии предвестников землетрясения, регистрируют полезный сигнал, вычисляют спектры акустической эмиссии S(f) и по превышению S(f) на заданной частоте f₀ или интервале низких частот на величину kσ, где k=1÷3, σ - ошибка вычисления спектра, судят о приходе аномального акустического сигнала - предвестника опережающего землетрясение на время от нескольких суток до десятков минут.

При этом предполагается известность (знание априори) основных частот предвестников вероятных очагов ожидаемых землетрясений, поскольку существуют данные о предвестниках произошедших ранее слабых или сильных землетрясений и их форшоков в заданном районе по акустическим сигналам.

Реализация способа заключается в следующем.

Обследуется горный массив, окружающий сейсмически опасную зону или зону предполагаемого очага землетрясения, или район установки прогностической станции (датчиков акустической эмиссии), и в массиве горных пород ищутся места, в которых приборы (датчики) регистрируют собственные колебания массива, совпадающие с частотами акустической эмиссии предвестников землетрясения. В эти места устанавливают приемники акустической эмиссии прогностической станции.

Исследования выполняются вдоль профиля, проходящего через ряд массивов горных пород. По каждому из наблюдений в течение 3-10 с вычисляются спектры S(f), где f - частота, и выбирается такой пункт, на котором имеются частоты, совпадающие с частотами акустической эмиссии предвестников землетрясений.

Выбранный пункт будет всегда характеризоваться частотами предвестников, т.к. они возбуждаются в блоке как резонансные. Однако в S(f) они будут иметь минимальные значения S(f). Если приходит волна предвестника, к примеру, на частоте f₀, то сравниваются S(f₀) фоновое с S(f₀) предвестника. Если S(f₀)_n-S(f₀)_ф≥3σ_s, где σ_s - ошибка вычисления спектра на заданной частоте, то принимается решение о приходе предвестника. Если частоты неизвестны, то сравнивается низкочастотная часть спектра по тем же формулам. Это объясняется тем, что предвестники уменьшают частоту колебаний перед землетрясением.

Если выполняется одно или оба эти условия, то принимается решение о приближении события. Как показывает опыт авторов, акустические предвестники могут опережать землетрясения от 6 суток до десятков минут.

Полученный полезный сигнал, усиленный за счет резонансных эффектов, регистрируется акустическими приемниками с высокой надежностью, что позволяет судить о надвигающемся событии (землетрясении).

Способ прост в реализации.

Источники информации

1. Патент РФ №2258246, 2005 г.

Способ краткосрочного прогноза времени землетрясений по акустическим предвестникам, включающий установку одно- и/или трехкомпонентных приемников акустической эмиссии в массиве горных пород, окружающем сейсмически опасную зону, и регистрацию полезных сигналов, отличающийся тем, что приемники устанавливают в массиве горных пород, имеющем собственные частоты акустической эмиссии, совпадающие с частотами акустической эмиссии предвестников землетрясений, регистрируют полезный сигнал, вычисляют спектры акустической эмиссии S(f) и по превышению S(f) на заданной частоте f₀ или интервале низких частот на величину kσ, где k=1÷3, σ - ошибка вычисления спектра, судят о приходе аномального акустического сигнала-предвестника, опережающего землетрясение на время от нескольких суток до десятков минут.