ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГЛОБАЛЬНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1973 ПО 2008 ГГ.
PRELIMINARY STATISTICAL ANALYSIS OF THE GLOBAL SEISMIC ACTIVITY OVER THE PERIOD 1973 – 2008
Жалова Мария
(г. Санкт-Петербург, Вторая С-Пб гимназия императора Александра I, 112 класс, С-Пб Научно-образовательная программа для старшеклассников «Земля и Вселенная»)
Научный руководитель , Президент Научно-образовательного объединения «Земля и Вселенная»
ABSTRACT
Catalogs of world earthquakes with M > 4 are being studied.
Linear trend EQN = - 4135.632255+2.0967*T (T - time in years) in daily number
EQ was discovered. Also cycles with 22-25, 16.7, 6.7, 3.6 were revealed, studied
and interpreted/
Проблемы исследований сейсмичности Земли всегда актуальны, как с точки зрения изучения фундаментальных закономерностей физики Земли, так и с точки зрения проблемы предсказания землетрясений. [1]. Широкое развитие международной сети сейсмостанций, постоянное совершенствование регистрирующей аппаратуры во второй половине ХХ века, а также использование космической техники, позволяет заключить, что, по крайней мере, начиная с начала 70-х годов, мы регистрируем практически все сейсмические события, по крайней мере, начиная с магнитуд больших 3.5 – 4.0. Появление глобальных баз данных сейсмических событий позволяет поставить задачу исследования изменчивости глобальной сейсмической активности Земли и её связи с такими геофизическими параметрами как угловая скорость и ориентация вращения Земли, тектонические напряжения и скорости, приливной эволюции системы Земля-Луна и др. Многие из этих параметров, по крайней мере, с 1980-х годов, измеряются с большой точностью [5], что делает подобные исследования еще более актуальными, позволяющими изучать эндогенные и экзогенные механизмы геофизической активности.
Для анализа нами был взят ряд глобальных ежедневных количеств землетрясений с 1973 по 2007 год с магнитудами М > 4 из базы данных Национальной геологической службы США [2]. В этой базе реализован удобный интерфейс получения данных по любому региону. Методом наименьших квадратов из этого ряда был выделен линейный тренд EQN = - 4135.632255+2.0967*T, где T – время в годах, EQN - значения линейного тренда. На Рис. 1 представлены эти данные и линейный тренд.
.Рис.1. Ежедневное глобальное число землетрясений с М > 4 и его линейный тренд
Природа линейного тренда связана, по край мере, частично с ростом количества сейсмостанций и чувствительности аппаратуры. В то же время нельзя a priori отрицать и наличие долгопериодического ( более 40 лет) естественного тренда.
Разности исходного ряда и тренда анализировались с помощью процедуры спектрального анализа равноотстоящих временных рядов [7] с окном Хэмминга. На уровне 95% значимости выделяются пики с периодами ~ 22-25 лет, 16.7 года, 6.7 года, 3.6 года. График оценки спектральной плотности мощности приведен на Рис. 2.
,
Рис. 2. Оценка спектральной плотности разности ежедневных чисел землетрясений и их линейного тренда.
Периоды 22-25 лет и 16.7 года, по всей видимости, связаны с долгопериодическими компонентами приливообразующих сил – они близки к 18.7 года – периоду обращения линии узлов лунной орбиты, причем полоса 18-25 лет наблюдается и в глобальной динамике вулканизма [6]. Более короткие периоды связаны, скорей всего, с изменчивостью параметров чандлеровских колебаний земной оси [3].
Литература
[1] Линьков явления. И-во ЛГУ, 1987, 248 с.
[2] http://neic. usgs. gov/neis/epic/epic_global. html
[3] http://earth. webecs. co. uk/index. htm
[4] http://www. /polarmotion/spinaxis/vortex_correlations2.htm
[5] БЮЛЛЕТЕНЬ СЛУЖБЫ ПВЗ ИПА РАН http://www. ipa. *****/PAGE/rusipa. htm
[6] A. N. Zemtsov and A. A. Tron, A statistical analysis of catalogs of volcanic eruptions, Earth Sci. Sec. 285–19 (Scripta Technika, Inc., 1987)(Translation of the Russian version, publ. in 1985).
[7].Витязев -корреляционный анализ равномерных временных рядов. Учебное пособие – СПб: Изд-во С. Петерб. ун-та, 2с.
