Землетрясения нечасто происходят и зависят от сложных геологических факторов глубокий метрополитен, делая их трудно, чтобы достоверно предсказать заранее. По этой причине прогнозирование землетрясений означает полагаться на крупные компьютерные модели и многогранные моделирования, которые воссоздают горную физику и региональную геологию и требуют, чтобы большие суперкомпьютеры выполнили.
В июне 2017 команда исследователей от американской Геологической службы и Southern California Earthquake Center (SCEC) выпустила главную статью в Сейсмологических Письмах об Исследовании, которые суммировали научные результаты и результаты опасности одного из самых больших и самых известных проектов моделирования землетрясения в мире: Однородный Калифорнийский Прогноз Разрыва Землетрясения (UCERF3).Результаты полагались на вычисления, выполненные на оригинальном суперкомпьютере Панического бегства в Техасе Продвинутый Вычислительный центр, ресурсы в Центре Университета Южной Калифорнии Высокоэффективного Вычисления, а также недавно развернутый суперкомпьютер Stampede2, к которому у исследовательской группы был ранний доступ. (Бросьтесь в паническое бегство 1, и Stampede2 поддержаны грантами от Национального научного фонда.)«Высокоэффективное вычисление на системе Панического бегства TACC, и в ранний пользовательский период Stampede2, позволило нам создавать то, что, всеми мерами, самым продвинутым прогнозом землетрясения в мире», сказал Томас Х. Джордан, директор южного Калифорнийского Центра Землетрясения и один из ведущих авторов на бумаге.
Новый прогноз – первая основанная на ошибке модель, которая обеспечит последовательные вероятности разрыва от очень краткосрочного – меньше часа – к очень длинному сроку – до больше чем века. Это – также первая модель, способная к оценке краткосрочных опасностей, которые следуют из последовательностей мультисобытий сложного обвинения.
Чтобы получить модель, исследователи управляли 250 000 сценариев разрыва Калифорнии, значительно больше, чем в предыдущей модели, которая моделировала 8 000 разрывов.Среди его новых результатов моделирования исследователей показали, что на неделе после землетрясения магнитудой 7.0, вероятность другого землетрясения магнитудой 7.0 будет до 300 раз больше, чем неделя заранее. Этот сценарий ‘льющихся каскадом’ разрывов был продемонстрирован в магнитуде 7.9 2002 года Денали, Аляска и магнитуда 7.8 2016 года Каикоура, Новозеландские землетрясения, по словам Дэвида Джейкобсона и Росса Стайна Землетрясения.
Значительное увеличение вероятности сильных толчков происходит из-за включения нового класса моделей, которые оценивают краткосрочные изменения в сейсмической опасности на основе того, что известно об объединении в кластеры землетрясения и возбуждениях толчка. Эти факторы никогда не использовались во всесторонней, в масштабе штата модели как этот.Текущая модель также принимает во внимание вероятность разрывов, спрыгивающих с одной ошибки к соседней, которая наблюдалась в высоко связанной системе разломов Калифорнии.На основе этих и других новых факторов новая модель увеличивает вероятность сильных толчков, но понижает предсказанную частоту землетрясений между магнитудой 6.5 и 7.0, которая не соответствовала хронологическим записям.
Значительно, UCERF3 может быть обновлен с наблюдаемой сейсмичностью – данными в реальном времени на основе землетрясений в действии – чтобы захватить статические или динамические эффекты вызова, которые теряют значение во время конкретной последовательности событий. Структура приспосабливаема ко многим другим континентальным системам разломов, и краткосрочный компонент мог бы быть применим к прогнозированию незначительных землетрясений и сотрясениям, которые вызваны деятельностью человека.Воздействие такой улучшенной модели идет вне фундаментального научного улучшения, которое это представляет. У этого есть потенциал, чтобы повлиять на строительные нормы и правила, размеры страховой премии и ответ государства на сильное землетрясение.
Саид Джордан, «американская Геологическая служба включал UCERF3 как Калифорнийский компонент Национальной Сейсмической Модели Опасности, и модель оценивается для использования в эксплуатационном прогнозировании землетрясения на временных рамках от часов до десятилетий».Оценка, что стоимость восстанавливает
В дополнение к прогнозированию вероятности землетрясения модели как UCERF3 помогают предсказать связанные затраты на землетрясения в регионе. В последние месяцы исследователи использовали UCERF3 и Stampede2, чтобы создать прототип эксплуатационная модель потерь, которую они описали в газете, размещенной в Интернете к Спектрам Землетрясения в августе.Модель оценивает в масштабе штата денежные убытки для региона (затраты, чтобы восстановить здания и другие убытки) вызванный землетрясением и его толчками.
Метрика риска основана на функции уязвимости и совокупной стоимости замены типов актива в данном переписном районе.Модель нашла, что ожидаемая потеря в год, когда усреднено за многие годы составит $4,0 миллиарда в масштабе штата. Что еще более важно, модель смогла определить количество, как ожидаемые потери изменяются со временем из-за недавней сейсмической активности. Например, ожидаемые потери через год после магнитуды 7.1 главный шип шока к $24 миллиардам из-за потенциально разрушительных толчков, фактора шести больших, чем в течение «нормальных» времен.
Способность определить количество таких колебаний позволит финансовые учреждения, такие как страховые компании землетрясения, чтобы приспособить их бизнес-решения соответственно.«Это – все об обеспечении инструментов, которые помогут сделать общество более эластичным к разрушительной череде землетрясений», говорит Нед Филд USGS, другой ведущий автор двух исследований.
Хотя есть большая неуверенность и в сейсмичности и в оценках потерь, модель – важный шаг при определении количества риска землетрясения и потенциально опустошения в регионе, таким образом помогающие лица, принимающие решения определяют, ли и как ответить.