ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Ζαφειρία ΡΟΥΜΕΛΙΩΤΗ 1, Αναστασία ΚΥΡΑΤΖΗ 2, Douglas DREGER 3

Transcript

1 3 o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας 5 7 Νοεμβρίου, 2008 Άρθρο 2105 Άμεσος υπολογισμός συνθετικών χαρτών της εδαφικής κίνησης από σεισμούς στην Ελλάδα: αποτελέσματα πιλοτικής εφαρμογής Near-Real Time Shake Maps for Earthquakes in Greece: pilot application Ζαφειρία ΡΟΥΜΕΛΙΩΤΗ 1, Αναστασία ΚΥΡΑΤΖΗ 2, Douglas DREGER 3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Παρουσιάζονται τα πρώτα αποτελέσματα της πιλοτικής εφαρμογής μεθοδολογίας για το γρήγορο υπολογισμό συνθετικών χαρτών με παραμέτρους της ισχυρής εδαφικής κίνησης από μεσαίου και μεγάλου μεγέθους σεισμούς της Ελλάδας. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει τον υπολογισμό του τανυστή σεισμικής ροπής του σεισμού, την αναγνώριση του επιπέδου ολίσθησης μεταξύ των δυο ορικών επιπέδων του μηχανισμού γένεσης, τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης επάνω στην επιφάνεια του ρήγματος και τη χρήση της κατανομής αυτής για τον ευθύ υπολογισμό συνθετικών ταχυτητογραμμάτων στην ευρύτερη επικεντρική περιοχή του σεισμού. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε πιλοτικά σε οχτώ σεισμούς με Μ 5.0 που εκδηλώθηκαν στον ελλαδικό χώρο κατά τα έτη Οι συνθετικοί χάρτες που προέκυψαν συγκρίνονται με αντίστοιχους που υπολογίστηκαν με βάση εμπειρικές σχέσεις απόσβεσης που έχουν προταθεί για την Ελλάδα. ABSTRACT : We present the first results from the pilot application of a methodology which produces, in near-real time, synthetic maps of strong ground motion parameters from moderate to large magnitude earthquakes in Greece. The methodology involves the calculation of the earthquake moment tensor, the discrimination of the fault plane among the two nodal planes of the focal mechanism, the calculation of the slip distribution onto the fault plane and its use to forward model velocity time histories in the broader epicentral area. The pilot applications of the methodology resulted in synthetic maps for eight moderate magnitude events, which occurred in the broader Aegean area in Results are compared to corresponding synthetic maps that were produced based on empirical attenuation relations valid within the study area. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Με βάση την εμπειρία από τους ισχυρούς σεισμούς των τελευταίων δεκαετιών στις διάφορες σεισμογενείς περιοχές του κόσμου είναι σαφές ότι σε πολλές περιπτώσεις οι πληροφορίες που παρέχουν οι σεισμολόγοι αμέσως μετά τη γένεση ενός ισχυρού σεισμού (μέγεθος, 1 Δρ. Σεισμολόγος, Τομέας Γεωφυσικής, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, zroum@geo.auth.gr 2 Καθ. Σεισμολογίας, Τομέας Γεωφυσικής, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσ/νίκης, Kiratzi@geo.auth.gr 3 Καθ. Σεισμολογίας, Berkeley Seismological Lab., University of California, dreger@seismo.berkeley.edu

2 επίκεντρο) δεν επαρκούν για την ορθολογική εκτίμηση των επιπτώσεων του σεισμού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο σεισμός του 1995 στο Kobe της Ιαπωνίας (Μ6.9) που κατέστρεψε μεγάλο τμήμα της πόλης. Οι ιαπωνικές αρχές δεν είχαν εικόνα του μεγέθους της καταστροφής παρά μόνο αφού είχαν περάσει αρκετές ώρες από τη γένεση του σεισμού με συνέπεια σημαντικές καθυστερήσεις στην αποστολή σωστικών συνεργείων και την εφαρμογή μέτρων για την αντιμετώπιση της σεισμικής καταστροφής. Για την ασφαλέστερη και ορθότερη άμεση εκτίμηση των βλαβών που μπορεί να έχει προκαλέσει ένας ισχυρός σεισμός απαιτούνται πρόσθετες πληροφορίες για τις γεωμετρικές παραμέτρους της σεισμικής πηγής και τη διαδικασία της σεισμικής διάρρηξης. Στις περισσότερο αναπτυγμένες τεχνολογικά χώρες (π.χ. Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, Ιαπωνία) όπου υπάρχει πλέον εγκατεστημένος μεγάλος αριθμός σεισμολογικών οργάνων, οι πληροφορίες αυτές παρέχονται ενόργανα. Τα σεισμολογικά κέντρα έχουν εγκαταστήσει μεγάλο αριθμό επιταχυνσιογράφων, ιδιαίτερα εντός πυκνοκατοικημένων περιοχών, και αμέσως μετά τη γένεση ενός ισχυρού σεισμού κοντά στις περιοχές ενδιαφέροντος, οι επιστήμονες είναι σε θέση να χαρτογραφούν άμεσα τις μέγιστες τιμές της καταγεγραμμένης εδαφικής κίνησης (π.χ. Οι χάρτες αυτοί μπορούν στη συνέχεια να συνδυαστούν με πληροφορίες για την τρωτότητα των κατασκευών της πλειόσειστης περιοχής και να γίνει μια ορθολογική, γρήγορη εκτίμηση των αποτελεσμάτων του σεισμού. Η πρακτική που ακολουθείται σε αυτές τις χώρες δεν είναι δυνατόν να υιοθετηθεί, τουλάχιστον προς το παρόν, στην Ελλάδα. Ο λόγος είναι ο πολύ μικρός αριθμός των μόνιμων σταθμών καταγραφής της ισχυρής εδαφικής κίνησης σε σχέση με τη συνολική έκταση της χώρας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί σημαντικά ο αριθμός των μόνιμων σεισμολογικών σταθμών ευρέως φάσματος, τα δεδομένα των οποίων είναι διαθέσιμα αμέσως μετά τη γένεση του σεισμού και παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τη διαδικασία της διάρρηξης. Οι πληροφορίες αυτές (τανυστής σεισμικής ροπής, διάκριση του επιπέδου του ρήγματος μεταξύ των δυο ορικών επιπέδων του μηχανισμού γένεσης, κατανομή της ολίσθησης επάνω στη ρηξιγενή επιφάνεια) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή συνθετικών χαρτών των παραμέτρων της εδαφικής κίνησης, οι οποίοι παρέχουν μια πιο λεπτομερή εικόνα για την κατανομή των πιθανών βλαβών, ιδιαίτερα στην εγγύτητα της σεισμικής πηγής. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα της πιλοτικής εφαρμογής ενός συστήματος γρήγορου υπολογισμού συνθετικών χαρτών με παραμέτρους της ισχυρής εδαφικής κίνησης από σεισμούς του ελλαδικού χώρου. Το σύστημα αυτό, το οποίο από εδώ και στο εξής θα αποκαλείται «SEIS-MOTION», έχει αναπτυχθεί στο πλαίσιο ερευνητικών προγραμμάτων συνεργασίας μεταξύ του Τομέα Γεωφυσικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.) και του Εργαστηρίου Σεισμολογίας του Πανεπιστημίου του Berkeley των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής (Η.Π.Α.) (Development of procedures for the rapid estimation of ground shaking from earthquakes in Greece for emergency response, Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας ; Shake Maps for strong earthquakes in Greece, Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας ). Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται αφορούν, πιο συγκεκριμένα, οχτώ μεσαίου μεγέθους σεισμούς που έγιναν στον ελλαδικό χώρο κατά τη διάρκεια των ετών

3 ΔΕΔΟΜΕΝΑ Τα πρωτογενή δεδομένα που χρησιμοποιούνται στο σύστημα «SEIS-MOTION» είναι ευρέως φάσματος καταγραφές της εδαφικής ταχύτητας, που καταγράφονται σε αποστάσεις από μερικές δεκάδες έως και 500 km από το επίκεντρο του σεισμού. Οι ευρέως φάσματος καταγραφές προέρχονται κατά κύριο λόγο από τους πρόσφατα αναβαθμισμένους μόνιμους σταθμούς του Σεισμολογικού Δικτύου του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ( αλλά και από τα υπόλοιπα μεγάλα σεισμολογικά δίκτυα της Ελλάδας (Γεωδυναμικού Ινστιτούτου Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, noa.gr; Εργαστηρίου Σεισμολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, upatras.gr; Εργαστηρίου Σεισμολογίας Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου, Πρόσθετα δεδομένα παρέχονται από σεισμολογικά κέντρα του εξωτερικού όπως το GEOFON ( και το MEDNET (mednet.rm.ingv.it/). Για περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με τους μόνιμους σταθμούς των δικτύων και την ενοργάνωσή τους, παραπέμπουμε τον αναγνώστη στους επιμέρους δικτυακούς τόπους. Υπολογισμός Τανυστή Σεισμικής Ροπής ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ Το πρώτο στάδιο εφαρμογής της μεθοδολογίας περιλαμβάνει τον υπολογισμό του τανυστή σεισμικής ροπής του σεισμού με αντιστροφή σεισμολογικών δεδομένων ευρέως φάσματος. Η αντιστροφή πραγματοποιείται στο πεδίο του χρόνου και για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται το λογισμικό TDMT_INV (Time-Domain Moment Tensor inversion method; Dreger and Helmberger, 1993; Pasyanos et al., 1996; Dreger, 2002, 2003), όπως αυτό έχει τροποποιηθεί και χρησιμοποιείται για γρήγορους υπολογισμούς στον Τομέα Γεωφυσικής του Α.Π.Θ. (Ρουμελιώτη και συν., 2008 για τη λεπτομερή περιγραφή της μεθόδου). Για τη συντριπτική πλειονότητα των σεισμών που έχουν αναλυθεί με τον τρόπο αυτόν μέχρι σήμερα, η χρονική διάρκεια των υπολογισμών του πρώτου αυτού σταδίου δεν υπερβαίνει τα λίγα λεπτά της ώρας (κατά κανόνα <10 min). Υπολογισμός της Κατανομής της Ολίσθησης Αναγνώριση του Επιπέδου Ολίσθησης Το δεύτερο στάδιο περιλαμβάνει την αντιστροφή των ευρέως φάσματος σεισμολογικών δεδομένων για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης επάνω στην επιφάνεια του σεισμογόνου ρήγματος. Η μέθοδος αντιστροφής έχει προταθεί από τους Dreger and Kaverina (2000) και Kaverina et al. (2002) και λεπτομερής περιγραφή της περιλαμβάνεται στις σχετικές εργασίες. Στις μέχρι σήμερα εφαρμογές του SEIS-MOTION, τα δεδομένα που αντιστρέφονται για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης ταυτίζονται με αυτά που έχουν χρησιμοποιηθεί κατά το πρώτο στάδιο υπολογισμών για τον προσδιορισμό του τανυστή σεισμικής ροπής. Η τακτική αυτή ακολουθείται επειδή τόσο στη μεθοδολογία του TDMT_INV όσο και στη μεθοδολογία των Dreger and Kaverina (2000) χρησιμοποιούνται οι ίδιες θεωρητικές συναρτήσεις Green, οι οποίες έχουν υπολογιστεί με χρήση του κώδικα FKRPROG (Saikia, 3

4 1994) και με βάση το μονοδιάστατο μοντέλο σεισμικών ταχυτήτων που έχουν προτείνει για την ευρύτερη περιοχή του Αιγαίου οι Novotny et al. (2001). Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα των σταθμών που έχουν επιτυχώς αντιστραφεί για τον υπολογισμό του τανυστή σεισμικής ροπής, ο αναλυτής γνωρίζει εκ των προτέρων ότι οι κυματομορφές που θα αντιστρέψει για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης ερμηνεύονται ικανοποιητικά με βάση το μονοδιάστατο μοντέλο που έχει υιοθετηθεί. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η αντιστροφή, απαιτούνται πληροφορίες για τις διαστάσεις και τον προσανατολισμό του ρήγματος. Οι πληροφορίες για τον προσανατολισμό παρέχονται από τους υπολογισμούς για τον τανυστή σεισμικής ροπής, ενώ για τον προσδιορισμό των διαστάσεων της σεισμικής πηγής χρησιμοποιούνται εμπειρικές σχέσεις (e.g. Wells and Coppersmith, 1994; Papazachos et al., 2004). Επειδή δεν είναι a priori γνωστή η κατευθυντικότητα της διάρρηξης (μόνο- ή δι-κατευθυντική), οι αρχικές διαστάσεις του μοντέλου της πηγής θεωρούνται τουλάχιστον διπλάσιες από αυτές που προβλέπουν οι εμπειρικές σχέσεις, έτσι ώστε να διασφαλιστεί ότι η ολίσθηση θα μπορεί να χαρτογραφηθεί επάνω στη θεωρούμενη επιφάνεια. Η διαδικασία της αντιστροφής πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο και για τα δυο ορικά επίπεδα του μηχανισμού γένεσης και για διάφορες τιμές της ταχύτητας διάρρηξης, V r. Η διάκριση του επιπέδου ολίσθησης γίνεται μέσω της συνάρτησης διακύμανσης (VR, Variance Reduction %), η οποία αποτελεί το μέτρο σύγκρισης των πραγματικών καταγραφών με τις συνθετικές. Κατά κανόνα, το επίπεδο το οποίο δίνει συστηματικά υψηλότερες τιμές της συνάρτησης VR% (δηλαδή παρέχει καλύτερη ταύτιση των συνθετικών καταγραφών με τις πραγματικές) ταυτίζεται με το ρηξιγενές. Έτσι, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των δυο ομάδων αντιστροφών, ο αναλυτής είναι σε θέση να αναγνωρίσει το ρηξιγενές επίπεδο αυτό. Από τα μοντέλα κατανομής της ολίσθησης που προκύπτουν για το ρηξιγενές επίπεδο με χρήση διαφορετικών τιμών της ταχύτητας διάρρηξης, επιλέγεται αυτό με τη μεγαλύτερη τιμή VR (%) ως τελικό. Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιείται στη συνέχεια από τον ίδιο κώδικα για τον ευθύ υπολογισμό της εδαφικής ταχύτητας στην ευρύτερη επικεντρική περιοχή του σεισμού. Επομένως, οι συνθετικές εδαφικές κινήσεις που χρησιμοποιούνται τελικά για την παραγωγή των χαρτών προκύπτουν από θεωρητικές συναρτήσεις Green που έχουν υπολογιστεί με ορισμένο μονοδιάστατο μοντέλο ταχυτήτων και συγκεκριμένες πληροφορίες για τον προσανατολισμό της σεισμικής πηγής και την κατανομή της ολίσθησης επάνω σε αυτήν. Τα σημεία υπολογισμού των συνθετικών σεισμογραμμάτων συνιστούν κάθε φορά κάνναβο, ο οποίος καλύπτει την περιοχή (evlat ± 0.5º) και (evlon ± 0.5º), όπου evlat και evlon είναι το γεωγραφικό πλάτος και γεωγραφικό μήκος του επικέντρου του σεισμού, αντίστοιχα. Συνυπολογισμός Επίδρασης Τοπικών Εδαφικών Συνθηκών Ο συνυπολογισμός της επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών κατά την κατασκευή συνθετικών χαρτών με παραμέτρους της ισχυρής εδαφικής κίνησης αποτελεί έναν από τους πιο δύσκολους στόχους. Και αυτό επειδή οι διαθέσιμες από τη βιβλιογραφία γεωτεχνικές πληροφορίες αφορούν κατά κανόνα μικρές περιοχές (π.χ. τα εδάφη σε συγκεκριμένα πολεοδομικά συγκροτήματα) και όχι τη συνολική έκταση της χώρας. Από την άλλη πλευρά, η εφαρμογή του SEIS-MOTION στοχεύει στην παραγωγή συνθετικών χαρτών της ισχυρής εδαφικής κίνησης για οιουδήποτε μεγέθους σεισμό συμβεί εντός των συνόρων της χώρας 4

5 αλλά και σε σχετικά μικρή απόσταση (μερικές δεκάδες χιλιόμετρα) από αυτά. Ένας τρόπος αντιμετώπισης του προβλήματος, σε πρώτο πάντα επίπεδο, είναι ο γεωτεχνικός χαρακτηρισμός κάθε θέσης με βάση την επιφανειακή γεωλογία και τη χρήση εμπειρικών συντελεστών ενίσχυσης για τη διαμόρφωση του τελικού πλάτους της εδαφικής κίνησης σε διακριτές τιμές της συχνότητας. Η προσέγγιση αυτή έχει υιοθετηθεί από την Αμερικανική Γεωλογική Εταιρία (USGS), η οποία υπήρξε και ο πρώτος φορέας που άρχισε να υπολογίζει χάρτες κατανομής των παραμέτρων της εδαφικής κίνησης αμέσως μετά τη γένεση μεσαίου μεγάλου μεγέθους σεισμών. Πρόσφατα, οι Wald and Allen (2007) δημοσίευσαν περιγραφή μιας εναλλακτικής τεχνικής για μια πρώτη κατηγοριοποίηση της επιφανειακής γεωλογίας απευθείας από τοπογραφικά δεδομένα. Οι προαναφερθέντες συγγραφείς παρατήρησαν ότι υπάρχει καλή συσχέτιση μεταξύ των διαθέσιμων μετρήσεων της παραμέτρου V S30 (μέση ταχύτητα των εγκάρσιων κυμάτων στα επιφανειακότερα 30 m της εδαφικής στήλης) και της βαθμίδας της τοπογραφίας στις αντίστοιχες θέσεις, σε περιοχές των Η.Π.Α., της Ταϊβάν, της Αυστραλίας και της Ιταλίας. Πρότειναν, κατά συνέπεια, την απευθείας συσχέτιση της βαθμίδας της τοπογραφίας με τιμές της παραμέτρου V S30. Κατά τη συσχέτιση προέκυψε η ανάγκη διάκρισης των περιοχών ενδιαφέροντος σε δυο διαφορετικές κατηγορίες: τις τεκτονικά ενεργές και τις κρατονικές περιοχές. Ο τρόπος κατηγοριοποίησης της επιφανειακής γεωλογίας με βάση τις τιμές της βαθμίδας της τοπογραφίας (Wald and Allen, 2007; Table 2) επεκτάθηκε και σε άλλες περιοχές, και οι Wald and Allen (2007) παρήγαγαν αρχεία με τιμές της παραμέτρου V S30 για ολόκληρη σχεδόν την επιφάνεια του πλανήτη. Ελλείψει γεωτεχνικών πληροφοριών για το μεγαλύτερο τμήμα του ελλαδικού χώρου υιοθετήσαμε τα αποτελέσματα της προαναφερθείσας τεχνικής προκειμένου να συμπεριλάβουμε, με ομοιόμορφο τρόπο, το αποτέλεσμα των τοπικών εδαφικών συνθηκών στους χάρτες που παράγονται από το σύστημα SEIS-MOTION. Για κάθε σεισμό που μελετάται, γίνεται ανάγνωση τμήματος του αρχείου των Wald and Allen (2007) που περιλαμβάνεται στις γεωγραφικές συντεταγμένες (evlat ± 0.5º) και (evlon ± 0.5º). Τα συνθετικά σεισμογράμματα υπολογίζονται, όπως προαναφέρθηκε, σε κάνναβο σημείων που απέχουν μεταξύ τους απόσταση 0.05º και κατά τις δυο οριζόντιες διευθύνσεις. Για κάθε σημείο γίνεται ανάγνωση της τιμής της παραμέτρου V S30 που του αντιστοιχεί και ανάλογα με την τιμή αυτή χαρακτηρίζεται η κατηγορία εδάφους της θέσης (σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση κατά NEHRP, 1994; Klimis et al., 1999) και χρησιμοποιείται ο κατάλληλος συντελεστής ενίσχυσης της μέγιστης τιμής της εδαφικής ταχύτητας. Οι εμπειρικοί συντελεστές ενίσχυσης που χρησιμοποιούνται είναι αυτοί που έχουν προταθεί από τον Borcherdt (1994) για μέσες συχνότητες του φάσματος της εδαφικής κίνησης και παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μέχρι την παρούσα φάση εφαρμογής του «SEIS-MOTION» δεν έχει ληφθεί υπόψη ο παράγοντας της πιθανής μη-γραμμικής συμπεριφοράς του εδάφους κατά τη διάρκεια πολύ ισχυρών σεισμών. Το πεδίο αυτό θα αποτελέσει αντικείμενο μελέτης για την περαιτέρω ανάπτυξη του SEIS-MOTION. Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση εδαφών ανάλογα με την τιμή της παραμέτρου V S30 (NEHRP, 1994; Klimis et al., 1999) και εμπειρικοί συντελεστές ενίσχυσης της μέγιστης τιμής της εδαφικής ταχύτητας (Borcherdt, 1994). 5

6 Κατηγορία εδάφους V S30 (cm/sec) Συντελεστής Ενίσχυσης B > C D E < Περιγραφή Συνθετικών Χαρτών Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας του SEIS-MOTION, σε αρχείο που έχει δημιουργηθεί για κάθε σεισμό που αναλύεται, μεταφέρονται 800 συνθετικά ταχυτητογράμματα, δυο για κάθε σημείο του καννάβου υπολογισμών. Από τις συνθετικές αυτές καταγραφές χρησιμοποιούνται, προς το παρόν, μόνο οι μέγιστες τιμές της ταχύτητας. Από τις δυο τιμές για κάθε θέση, που αντιστοιχούν στις δυο συνιστώσες της οριζόντιας κίνησης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέγιστη τιμή ή ο αριθμητικός μέσος όρος τους. Στην πρώτη περίπτωση, η παραγόμενη εικόνα ενδέχεται να είναι πιο κοντά στην εικόνα κατανομής των βλαβών για σεισμούς με έντονα φαινόμενα κατευθυντικότητας της διάρρηξης. Στις περιπτώσεις αυτές, η μέγιστη κίνηση στις δυο οριζόντιες συνιστώσες ενδέχεται να είναι πολύ διαφορετική, οπότε η χρησιμοποίηση του μέσου όρου θα δώσει μικρότερες τιμές της εδαφικής κίνησης, ιδιαίτερα στην περιοχή κοντά στη σεισμική πηγή. Από την άλλη πλευρά, η χρησιμοποίηση του μέσου όρου αναμένεται να δώσει εικόνες πιο κοντά σε αυτές που προβλέπουν οι εμπειρικές σχέσεις. Στο λογισμικό SEIS-MOTION μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε από τις δυο ομάδες τιμών ανάλογα με τις ανάγκες του αναλυτή. Για τις εφαρμογές που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία έχει χρησιμοποιηθεί ο μέσος όρος των μέγιστων τιμών των δυο οριζόντιων συνιστωσών. Για λόγους σύγκρισης παράγονται και χάρτες της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας με βάση εμπειρικές σχέσεις που έχουν προταθεί για τον ελλαδικό χώρο. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τέτοιοι χάρτες που υπολογίστηκαν με την εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007) με χρήση της επικεντρικής απόστασης. Ωστόσο, ο εκάστοτε αναλυτής μπορεί εύκολα να εισάγει οποιαδήποτε άλλη εμπειρική σχέση επιθυμεί να χρησιμοποιήσει. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΙΛΟΤΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΓΙΑ ΣΕΙΣΜΟΥΣ ΤΩΝ ΕΤΩΝ Κατά το διάστημα της πιλοτικής λειτουργίας του συστήματος SEIS-MOTION εκδηλώθηκαν στον ελλαδικό χώρο οχτώ σεισμοί για τους οποίους υπήρξε δυνατός ο υπολογισμός του μηχανισμού γένεσης και της κατανομής της ολίσθησης και κατ επέκταση η παραγωγή γρήγορων συνθετικών χαρτών. Πληροφορίες για τις εστιακές παραμέτρους των σεισμών αυτών παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά τα αποτελέσματα του SEIS-MOTION για τρεις από τους σεισμούς αυτούς, ενώ το σύνολο των αποτελεσμάτων είναι διαθέσιμο μέσω του δικτυακού τόπου ~zroum/shake_maps/. Πίνακας 2. Εστιακές παράμετροι των σεισμών που αναλύθηκαν κατά τη διάρκεια της πιλοτικής εφαρμογής του συστήματος SEIS-MOTION ( ). Ημερομηνία Χρόνος Γένεσης Περιοχή Γεωγρ. Πλάτος (º) Γεωγρ. Μήκος (º) Βάθος (km) Μ w 6

7 29/06/06 22:05:02.5 Ζάκυνθος /12/06 18:30:54.0 Σκόπελος /03/07 13:57:56.0 Κεφαλλονιά /04/07 07:15:40.8 Τριχωνίδα /04/07 10:41:00.3 Τριχωνίδα /06/07 18:09:11.5 Παξοί /12/07 20:52:40.7 Δωδεκάνησα /11/07 01:43:02.8 ΒΒΔ Χίου Αποτελέσματα για το Σεισμό Μ5.7 ΒΔ της Κεφαλλονιάς (25/03/2007) Στις 25 Μαρτίου του 2007 εκδηλώθηκε μεσαίου μεγέθους σεισμός με επίκεντρο στη θαλάσσια περιοχή ΒΔ της Κεφαλλονιάς. Σύμφωνα με δημοσιεύματα του τύπου, ο σεισμός προκάλεσε την κατάρρευση της ψευδοροφής του κτιρίου του αεροδρομίου της Κεφαλλονιάς, ζημιές σε αρκετά παλαιά κτίρια και κατολισθήσεις σε επαρχιακούς δρόμους του νησιού. Ο μηχανισμός γένεσης του σεισμού, όπως υπολογίστηκε με τους κώδικες που ενσωματώθηκαν στο SEIS-MOTION, παρουσιάζεται στο Σχήμα 1 και είναι χαρακτηριστικός για την ευρύτερη επικεντρική περιοχή του σεισμού που μελετάται. Σχήμα 1. Μηχανισμός γένεσης του σεισμού της Κεφαλλονιάς (25/03/2007 Μ5.7), όπως υπολογίστηκε με τη μέθοδο αντιστροφής του τανυστή σεισμικής ροπής. Στο αριστερό τμήμα του σχήματος φαίνεται η σύγκριση των πραγματικών καταγραφών (συνεχείς γραμμές) με τις συνθετικές (στικτές γραμμές), ενώ στο δεξιό τμήμα παρουσιάζονται τα στοιχεία του τανυστή σεισμικής ροπής. Οι τιμές της συνάρτησης μείωσης της διακύμανσης που προέκυψαν από τη διερεύνηση των δυο ορικών επιπέδων του μηχανισμού γένεσης και διάφορων τιμών για την παράμετρο της ταχύτητας της διάρρηξης παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Μεταξύ των δυο επιπέδων, αυτό με παράταξη 219º (δεξιόστροφο) δίνει κατά συστηματικό τρόπο υψηλότερες τιμές της 7

8 εξεταζόμενης συνάρτησης και κατά συνέπεια ταυτίζεται με τη ρηξιγενή επιφάνεια. Η μέγιστη τιμή της συνάρτησης VR υπολογίστηκε για τιμή της ταχύτητας διάρρηξης V r =3.0 km/sec. Το μοντέλο κατανομής της ολίσθησης στην επιφάνεια που ταυτίστηκε με τη ρηξιγενή (219/83/-167) παρουσιάζεται στο Σχήμα 2. Ο χάρτης των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας που υπολογίστηκε με βάση το μοντέλο ολίσθησης του σχήματος 2 παρουσιάζεται στο Σχήμα 3 μαζί με τον αντίστοιχο χάρτη που υπολογίστηκε με βάση την εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007). Πίνακας 3. Τιμές της συνάρτησης μείωσης της διακύμανσης (Variance Reduction, %) για σειρά αντιστροφών (για διάφορες τιμές της παραμέτρου V r ) για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης του σεισμού Μ5.7 της 25 ης Μαρτίου V r (km/sec) Variance Reduction Επίπεδο ο /83 ο /-167 ο (strike/dip/rake) Variance Reduction Επίπεδο ο /77 ο /-7 ο (strike/dip/rake) Β Ν Σχήμα 2. Μοντέλο κατανομής της ολίσθησης του σεισμού Μ5.7 της 25 ης Μαρτίου του 2007 που εκδηλώθηκε στη θαλάσσια περιοχή ΒΔ της Κεφαλλονιάς. Ο προσανατολισμός της επιφάνειας (από αριστερά προς τα δεξιά) είναι ~Β-Ν. Το σύμβολο του αστεριού υποδεικνύει τη θέση της προκαταρκτικής εστίας επάνω στην επιφάνεια ολίσθησης. 8

9 (α) (β) Σχήμα 3. α) Κατανομή των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας από το σεισμό Μ5.7 της 25 ης Μαρτίου Η κατανομή παρουσιάζεται με τη μορφή καμπυλών ίσων τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας σε μονάδες cm/sec. Το σύμβολο του αστεριού υποδεικνύει τη θέση του προκαταρκτικού επικέντρου που υιοθετήθηκε, ενώ τα μικρότερα σύμβολα που είναι κατανεμημένα ανά 0.05º υποδεικνύουν τις θέσεις υπολογισμού των συνθετικών ταχυτητογραμμάτων. Για τον υπολογισμό των τιμών του χάρτη έχει χρησιμοποιηθεί το μοντέλο κατανομής της ολίσθησης του σχήματος 2. β) Χάρτης συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας που υπολογίστηκαν με χρήση της εμπειρικής σχέσης των Skarlatoudis et al. (2003, 2007). Από τη σύγκριση των δυο χαρτών του σχήματος 3 αναδεικνύεται και η χρησιμότητα της εφαρμοζόμενης μεθοδολογίας. Στην περίπτωση του χάρτη που προέκυψε από την εμπειρική σχέση, η κατανομή των τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας εμφανίζεται σχεδόν ομοιόμορφη γύρω από το επίκεντρο του σεισμού. Κάμψεις των καμπύλων ίσων τιμών παρατηρούνται μόνο στις περιοχές των νησιών Κεφαλλονιάς και Λευκάδας και οφείλονται στη διαφοροποίηση των τοπικών εδαφικών συνθηκών στην ξηρά. Αντίθετα, ο χάρτης του σχήματος 3(α) αποτυπώνει το αποτέλεσμα της μονο-κατευθυντικής (προς τα νοτιοδυτικά) διάρρηξης της σεισμικής πηγής και το αποτέλεσμα του μοντέλου ακτινοβολίας των εγκάρσιων κυμάτων. Έτσι, για παράδειγμα, ο χάρτης 3(α) προβλέπει αρκετά ισχυρότερη εδαφική κίνηση στην περιοχή νότια του Αργοστολίου σε σχέση με τον χάρτη 3(β). Σημειώνεται ότι στην περιοχή αυτή βρίσκεται το αεροδρόμιο της Κεφαλλονιάς όπου σημειώθηκε πτώση ψευδοροφής κατά τη διάρκεια του συγκεκριμένου σεισμού. Αποτελέσματα για το Σεισμό Μ5.1 στη Λίμνη Τριχωνίδα (10/04/07, 07:15 GMT) Στις 8 Απριλίου του 2007 ξεκίνησε να παρατηρείται αυξημένη σεισμική δραστηριότητα κοντά στις ΝΑ όχθες της λίμνης Τριχωνίδας στη δυτική Ελλάδα. Οι δυο ισχυρότεροι σεισμοί της ακολουθίας, περίπου ίδιου μεγέθους (Μ5.1) καταγράφηκαν στις 10 Απριλίου, στις 07:15 GMT ο πρώτος και στις 10:41 GMT ο δεύτερος. Οι δυο αυτοί σεισμοί προκάλεσαν μικρής έκτασης 9

10 βλάβες στα παρόχθια χωριά και ιδιαίτερα στο χωριό Θερμό, το οποίο βρίσκεται περίπου 5 km ΒΑ από την επικεντρική περιοχή των δυο σεισμών. Εδώ παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του SEIS-MOTION για τον πρώτο ισχυρό σεισμό της ακολουθίας (07:15 GMT), ενώ στη συνέχεια τα αντίστοιχα αποτελέσματα για το δεύτερο ισχυρό σεισμικό συμβάν. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα συγκεκριμένα αποτελέσματα βασίζονται σε μικρό αριθμό καταγραφών αφενός για το λόγο ότι οι δυο σεισμοί ήταν μέτριου μεγέθους και αφετέρου επειδή οι κυματομορφές είχαν θόρυβο λόγω μικρότερων σεισμών που είχαν προηγηθεί των δυο εξεταζόμενων και ιδιαίτερα του πρώτου. Στο Σχήμα 4 παρουσιάζεται ο μηχανισμός γένεσης του σεισμού όπως υπολογίστηκε με τη μέθοδο αντιστροφής των ευρέως φάσματος σεισμολογικών δεδομένων. Με βάση τα στοιχεία του μηχανισμού γένεσης και τη χρήση των ίδιων δεδομένων υπολογίστηκε και η κατανομή της ολίσθησης επάνω σε επιφάνειες που αντιστοιχούν στα δυο ορικά επίπεδα του μηχανισμού. Από την παραμετρική διερεύνηση προέκυψε ότι το ρήγμα που δίνει συστηματικά μεγαλύτερες τιμές της συνάρτησης διακύμανσης, δηλαδή προσομοιώνει καλύτερα τις καταγραφές, είναι αυτό με στοιχεία 335/65/-33 (Πίνακας 4). Επομένως, από τον γρήγορο υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης προέκυψε ότι το σεισμογόνο ρήγμα που συνδέεται με το σεισμό της 10 ης Απριλίου 2007 (07:15 GMT) είναι ένα από τα ρήγματα διεύθυνσης ΒΔ-ΝΑ που οριοθετούν το βύθισμα της Τριχωνίδας. Το αποτέλεσμα αυτό βρίσκεται σε συμφωνία με τα αποτελέσματα των εργασιών των Evangelidis et al. (2008) και των Kiratzi et al. (2008), οι οποίες πραγματεύονται τη συγκεκριμένη σεισμική ακολουθία. Σχήμα 4. Μηχανισμός γένεσης του σεισμού της Τριχωνίδας (10/04/ :15, Μ5.1), όπως υπολογίστηκε με τον κώδικα αντιστροφής TDMT_INVC. 10

11 Πίνακας 4. Τιμές της συνάρτησης μείωσης της διακύμανσης (Variance Reduction, %) για σειρά αντιστροφών (για διάφορες τιμές της παραμέτρου V r ) για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης του σεισμού Μ5.1 της 10 ης Απριλίου 2007 (07:15 GMT). V r (km/sec) Variance Reduction Επίπεδο 1 335/65/-33 (strike/dip/rake) Variance Reduction Επίπεδο 2 81/61/-150 (strike/dip/rake) Η κατανομή της ολίσθησης που αντιστοιχεί στη μέγιστη τιμή της συνάρτησης διακύμανσης (VR=74.9%) έχει υπολογιστεί για τιμή της ταχύτητας διάρρηξης V r =2.6 km/sec και απεικονίζεται στο Σχήμα 5. ΝΝΑ ΒΒΔ Σχήμα 5. Κατανομή της ολίσθησης του σεισμού της 10 ης Απριλίου 2007 στην περιοχή της λίμνης Τριχωνίδας (07:15 GMT). Η διάρρηξη φαίνεται ότι ξεκίνησε από το νότιο τμήμα της περιοχής που διερρήχθη και διαδόθηκε προς τα βόρεια, δηλαδή ο προσανατολισμός της επιφάνειας (από αριστερά προς τα δεξιά) είναι ΝΝΑ-ΒΒΔ. Η κατανομή ολίσθησης του σχήματος 5 εισήχθηκε για τους ευθείς υπολογισμούς της εδαφικής κίνησης στην ευρύτερη επικεντρική περιοχή του σεισμού. Στο Σχήμα 6 παρουσιάζεται ο χάρτης των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας που υπολογίστηκε με το SEIS-MOTION και ο αντίστοιχος χάρτης που προέκυψε με βάση την 11

12 εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007). Από το Σχήμα 6 προκύπτει ότι οι μέγιστες τιμές της εδαφικής ταχύτητας παρατηρήθηκαν στην περιοχή ΒΒΔ του επικέντρου, δηλαδή κάτω από τη λίμνη Τριχωνίδα. Ωστόσο, ο χάρτης του σχήματος 6(α) υποδεικνύει λίγο αυξημένες τιμές και προς τα ανατολικά της λίμνης, δηλαδή προς την κατεύθυνση βύθισης της ρηξιγενούς επιφάνειας. Σε αυτήν την περιοχή βρίσκεται και το χωριό Θερμό όπου και καταγράφηκαν μικρές βλάβες από το σεισμό. Από τη σύγκριση των χαρτών του σχήματος 6 προκύπτει, όπως και στην περίπτωση του προηγούμενου σεισμού, ότι η μεθοδολογία του SEIS-MOTION παρέχει πιο λεπτομερή εικόνα της κατανομής της εδαφικής κίνησης στην εγγύτητα της σεισμικής πηγής, ακόμα και για μικρότερου μεγέθους σεισμούς. (α) (β) Σχήμα 6. α) Κατανομή των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας από τον σεισμό της 10 ης Απριλίου 2007 (07:15 GMT). Για τον υπολογισμό των συνθετικών τιμών έχει χρησιμοποιηθεί το μοντέλο ολίσθησης του σχήματος 5 β) Αντίστοιχος χάρτης με τιμές που υπολογίστηκαν από την εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007). Για τον υπολογισμό των τιμών αυτών έχει ληφθεί υπόψη το είδος της διάρρηξης και το αποτέλεσμα των τοπικών εδαφικών συνθηκών, αλλά όχι οι λεπτομέρειες της διάρρηξης (μοντέλο σχήματος 5). Αποτελέσματα για το Σεισμό Μ5.1 στη Λίμνη Τριχωνίδα (10/04/07, 10:41 GMT) Ο σεισμός που εκδηλώθηκε στην ίδια περιοχή, της λίμνης Τριχωνίδας, 2.5 περίπου ώρες αργότερα από τον σεισμό που ήδη περιγράφτηκε, παρουσιάζει παρόμοια χαρακτηριστικά τόσο στον μηχανισμό γένεσης (Σχήμα 7), όσο και στην κατανομή της ολίσθησης (Σχήμα 8). Η παραμετρική διερεύνηση των δυο ορικών επιπέδων του μηχανισμού γένεσης υπέδειξε και στην περίπτωση του σεισμού αυτού ότι το επίπεδο που διερρήχθη είναι αυτό που κλίνει προς τα ανατολικά με παράταξη ΒΒΔ-ΝΝΑ (Πίνακας 5). 12

13 Σχήμα 7. Μηχανισμός γένεσης του σεισμού της Τριχωνίδας (10/04/ :41, Μ5.1), όπως υπολογίστηκε με τον κώδικα αντιστροφής TDMT_INVC. Πίνακας 5. Τιμές της συνάρτησης μείωσης της διακύμανσης (Variance Reduction, %) για σειρά αντιστροφών (για διάφορες τιμές της παραμέτρου V r ) για τον υπολογισμό της κατανομής της ολίσθησης του σεισμού Μ5.1 της 10 ης Απριλίου 2007 (10:41 GMT). V r (km/sec) Variance Reduction Επίπεδο 1 337/66/-32 (strike/dip/rake) Variance Reduction Επίπεδο 2 82/61/-152 (strike/dip/rake) Σχήμα 8. Κατανομή της ολίσθησης του σεισμού της 10 ης Απριλίου 2007 στην περιοχή της λίμνης Τριχωνίδας (10:41 GMT). Η διάρρηξη φαίνεται ότι ξεκίνησε από το νότιο τμήμα της περιοχής που διερρήχθη και διαδόθηκε προς τα βόρεια, δηλαδή ο προσανατολισμός της επιφάνειας (από αριστερά προς τα δεξιά) είναι ΝΝΑ-ΒΒΔ. 13

14 Το μοντέλο κατανομής της ολίσθησης για το οποίο προέκυψε η μεγαλύτερη τιμή της συνάρτησης μείωσης της διακύμανσης (VR=78.7%) υπολογίστηκε για τιμή της ταχύτητας διάρρηξης V r =2.2 km/sec. Το μοντέλο αυτό (Σχήμα 8) θεωρήθηκε ως δεδομένο για την τρίτη φάση υπολογισμών του συστήματος SEIS-MOTION, δηλαδή για την παραγωγή των χαρτών με τις συνθετικές τιμές των παραμέτρων της εδαφικής κίνησης. Ο χάρτης που βασίστηκε στο συγκεκριμένο μοντέλο ολίσθησης παρουσιάζεται στο Σχήμα 9(α). Οι υπολογιζόμενες κατανομές δείχνουν εντυπωσιακή ομοιότητα με αυτές που υπολογίστηκαν για τον προηγούμενο σεισμό που παρουσιάστηκε (Σχήμα 6α). Οι μέγιστες τιμές συγκεντρώνονται και πάλι στην προβολή της περιοχής μέγιστης ολίσθησης και προς τα ανατολικά αυτής, δηλαδή προς την περιοχή του χωριού Θερμό. Ο χάρτης που υπολογίστηκε με βάση την εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007) παρουσιάζεται στο Σχήμα 9(β). Η μόνη διαφορά σε σχέση με τον αντίστοιχο χάρτη του σχήματος 6(β) (εφόσον το μέγεθος σεισμικής ροπής έχει υπολογιστεί ίδιο και για τους δυο σεισμούς Μ5.1) είναι μια μικρή μετατόπιση του επικέντρου και κατά συνέπεια ολόκληρης της κατανομής γύρω από αυτό. Τα επίπεδα των πιθανών βλαβών που προβλέπονται από την εμπειρική σχέση είναι επίσης χαμηλά, αλλά αφορούν μια ευρύτερη περιοχή καθώς δεν έχουν ληφθεί υπόψη οι λεπτομέρειες της διάρρηξης (το μοντέλο του σχήματος 8). (α) (β) Σχήμα 9. α) Κατανομή των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας από τον σεισμό της 10 ης Απριλίου 2007 (10:41 GMT). Για τον υπολογισμό των συνθετικών τιμών έχει χρησιμοποιηθεί το μοντέλο ολίσθησης του σχήματος 8 β) Κατανομή των συνθετικών τιμών της μέγιστης εδαφικής ταχύτητας, όπως αυτές προέκυψαν από την εμπειρική σχέση των Skarlatoudis et al. (2003, 2007). 14

15 Ο ΔΙΚΤΥΑΚΟΣ ΤΟΠΟΣ Τα αποτελέσματα των εφαρμογών του SEIS-MOTION βρίσκονται αναρτημένα στον δικτυακό τόπο Η κεντρική ηλεκτρονική σελίδα περιλαμβάνει συνδέσμους (links) με άλλες ηλεκτρονικές σελίδες που περιγράφουν τις μεθόδους που εφαρμόζονται για τον υπολογισμό των χαρτών και με τους χάρτες που έχουν κατασκευαστεί για τους σεισμούς του εκάστοτε τρέχοντος έτους. Υπάρχουν, επιπρόσθετα σύνδεσμοι για τις σελίδες παρουσίασης των αποτελεσμάτων της ανάλυσης σεισμών προηγούμενων ετών (από το 2006). Η μορφή της κεντρικής ηλεκτρονικής σελίδας του προγράμματος παρουσιάζεται στο Σχήμα 10. Σχήμα 10. Κεντρική ηλεκτρονική σελίδα ερευνητικού προγράμματος. Στο αριστερό τμήμα της σελίδας υπάρχουν σύνδεσμοι (links), ενώ στο δεξιό τμήμα πληροφορίες για αναλύσεις σεισμών του τρέχοντος έτους. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Το λειτουργικό SEIS_MOTION, το οποίο υπολογίζει συνθετικούς χάρτες με τιμές παραμέτρων της ισχυρής εδαφικής κίνησης σε μικρό χρονικό διάστημα (1/2 1 ώρα) μετά την εκδήλωση μεσαίου-μεγάλου μεγέθους σεισμών στην Ελλάδα, εφαρμόστηκε πιλοτικά κατά τη διάρκεια των ετών Στο διάστημα αυτό εκδηλώθηκαν οχτώ σεισμοί μεγέθους Μ= για τους οποίους υπήρξε δυνατή η ανάλυση. Τα πρώτα αποτελέσματα της μεθοδολογίας φαίνονται ρεαλιστικά και παρέχουν περισσότερες πληροφορίες για την κατανομή της εδαφικής κίνησης στην εγγύτητα της σεισμικής πηγής σε σχέση με τις εμπειρικές σχέσεις απόσβεσης. 15

16 To SEIS-MOTION αναπτύσσεται καθημερινά καθώς δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής του σε περισσότερους σεισμούς και αυξάνονται τα διαθέσιμα ευρέως φάσματος σεισμολογικά δεδομένα. Κύριος στόχος μας είναι η συνέχιση της λειτουργίας του SEIS-MOTION σε πραγματικό χρόνο και η περαιτέρω ανάπτυξή του προς τις ακόλουθες κατευθύνσεις: Την παροχή πληροφορίας μέσω καταλόγου ηλεκτρονικών διευθύνσεων σε επιστήμονες, αρμόδιους φορείς διαχείρισης σεισμικών κρίσεων, και ιδιαίτερα κρατικών και ιδιωτικών φορέων που ασχολούνται με τη συντήρηση μεγάλων τεχνικών έργων, στην οποία θα αποστέλλονται οι συνθετικοί χάρτες αμέσως μετά την κατασκευή τους. Την παραγωγή συνθετικών χαρτών και με άλλες παραμέτρους της εδαφικής κίνησης (π.χ. μακροσεισμικής έντασης, μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης, φασματικών επιταχύνσεων). Στο πλαίσιο της διαρκούς βελτίωσης του SEIS-MOTION θα πρέπει να υπάρχει μια αντίστοιχα διαρκής ενημέρωση της βάσης των γεωτεχνικών πληροφοριών για τις διάφορες περιοχές της Ελλάδας. Ειδικές πληροφορίες για τη γεωτεχνική κατηγοριοποίηση των εδαφών συγκεκριμένων περιοχών μπορούν ήδη να ενσωματωθούν στο σύστημα. Ήδη, άλλωστε, υπάρχουν σχετικές πληροφορίες για το πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης (Anastasiadis et al., 2001; Theodulidis et al., 2006). Αυτό σημαίνει ότι στην περίπτωση εκδήλωσης μεσαίου μεγάλου μεγέθους σεισμού στην εγγύτητα της πόλης της Θεσσαλονίκης το αποτέλεσμα των τοπικών εδαφικών συνθηκών στη διαμόρφωση της εδαφικής κίνησης θα υπολογιστεί με βάση ειδικές γεωτεχνικές πληροφορίες και όχι με βάση τον προσεγγιστικό χαρακτηρισμό του εδάφους με βάση την κλίση της τοπογραφίας. Η σταδιακή ενσωμάτωση πραγματικών δεδομένων της ισχυρής εδαφικής κίνησης (καθώς αυτά θα γίνονται διαθέσιμα αμέσως μετά τη γένεση ενός σεισμού) και η παραγωγή υβριδικών χαρτών. Στο παρόν στάδιο οι χάρτες που παράγονται από το σύστημα SEIS-MOTION βασίζονται αποκλειστικά σε συνθετικές τιμές της ισχυρής εδαφικής κίνησης, οι οποίες ωστόσο έχουν υπολογιστεί με μοντέλο κατανομής της ολίσθησης που προκύπτει από την αντιστροφή πραγματικών σεισμολογικών δεδομένων και αυξάνει το ρεαλιστικό χαρακτήρα των συνθετικών χαρτών, ιδιαίτερα στην περιοχή κοντά στο σεισμογόνο ρήγμα. Ωστόσο, όσο ρεαλιστικές κι αν είναι οι συνθετικές κινήσεις δεν μπορούν σε καμία περίπτωση να αντικαταστήσουν τα πραγματικά δεδομένα. Στην παρούσα μορφή του το σύστημα SEIS_MOTION βασίζεται κατά το μεγαλύτερο μέρος του σε μια αιτιοκρατική μεθοδολογία προσομοίωσης της ισχυρής εδαφικής κίνησης, ενώ το βασικό του προϊόν είναι οι μέγιστες τιμές της εδαφικής ταχύτητας στην ευρύτερη επικεντρική περιοχή ενός σεισμού. Η επιλογή της παραμέτρου της εδαφικής ταχύτητας έγινε επειδή αυτή συσχετίζεται συνηθέστερα με την κατανομή των βλαβών. Ωστόσο, εξίσου σημαντικές ενδέχεται να είναι και οι υψηλότερες συχνότητες της εδαφικής κίνησης. Μια σημαντική βελτίωση του συστήματος, επομένως, θα ήταν η προσθήκη μιας ανεξάρτητης μεθοδολογίας για τον υπολογισμό των περισσότερο υψίσυχνων εδαφικών κινήσεων ή η χρήση μιας υβριδικής μεθοδολογίας που να προσομοιώνει με ρεαλιστικό τρόπο ένα πιο ευρύ τμήμα του φάσματος της εδαφικής κίνησης. 16

17 Τέλος, ιδιαίτερα σημαντικά για την περαιτέρω βελτίωση του συστήματος αναμένεται να είναι τα σχόλια των τελικών χρηστών των αποτελεσμάτων του συστήματος και ιδιαίτερα των φορέων που πρέπει να αναλάβουν δράση μετά τη γένεση ενός ισχυρού σεισμού. Οι φορείς αυτοί θα καθορίσουν, μέσω διατύπωσης πιθανών δυσκολιών που αντιμετωπίζουν για την κατανόηση των χαρτών ή άλλων αναγκών τους την τροποποίηση των αποτελεσμάτων ή την προσθήκη νέων προϊόντων. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστούμε τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ Υπουργείο Ανάπτυξης) που χρηματοδότησε την ανάπτυξη του Seis-Motion στο πλαίσιο των προγραμμάτων συνεργασίας με χώρες εκτός Ευρώπης (Development of procedures for the rapid estimation of ground shaking from earthquakes in Greece for emergency response, και Shake Maps for strong earthquakes in Greece, ). Οι θεωρητικές συναρτήσεις Green που χρησιμοποιήθηκαν τόσο στις μεθοδολογίες αντιστροφής, όσο και για τον ευθύ υπολογισμό των συνθετικών σεισμογραμμάτων υπολογίστηκαν με τον κώδικα FKRPROG (Saikia, 1994). Για την παραγωγή των χαρτών της εργασίας χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό GMT (Wessel and Smith, 1998). ΑΝΑΦΟΡΕΣ Anastasiadis, A., Raptakis, D., and Pitilakis K., (2001), «Thessaloniki s Detailed Microzoning: Subsurface Structure as basis for Site Response Analysis», PAGEOPH 158(12), pp Borcherdt, R. D., (1994), Estimates of site-dependent response spectra for design (methodology and justification), Earthquake Spectra 10, pp Dreger D. (2002), Time-Domain Moment Tensor INVerse Code (TDMT_INVC) Version 1.1, Berkeley Seismological Laboratory, pp. 18. Dreger D. S. (2003), TDMT_INV: Time Domain Seismic Moment Tensor INVersion, International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, W. H. K. Lee, H. Kanamori, P. C. Jennings and C. Kisslinger (eds.), Vol. B, pp Dreger D., and Helmberger D. (1993), Determination of source parameters at regional distances with single station or sparse network data, J. Geophys. Res., 98, pp Dreger, D. S., and Kaverina A., (2000), Seismic remote sensing for the earthquake source process and near-source strong shaking: a case study of the October 16, 1999 Hector Mine earthquake, Geophys. Res. Lett. 27, pp Evangelidis C. P., Konstantinou K. I., Melis N. S., Charalambakis M., and Stavrakakis G. N., (2008), Waveform relocation and focal mechanism analysis of an earthquake swarm in Trichonis lake, western Greece, Bull. Seism. Soc. Am. 98(2), pp , doi: / Kaverina A., Dreger D., and Price E., (2002), The Combined Inversion of Seismic and Geodetic Data for the Source Process of the 16 October 1999 Mw 7.1 Hector Mine, California, Earthquake, Bull. Seism. Soc. Am. 92, pp Kiratzi, A., Sokos, E., Ganas, A., Tselentis, A., Benetatos, C., Roumelioti, Z., Serpetsidaki, A., Andriopoulos, G., Galanis, O., and Petrou, P., (2008), The April 2007 earthquake 17

18 swarm near Lake Trichonis and implications for active tectonics in western Greece, Tectonophysics, (υπό δημοσίευση). Klimis, N. S., Margaris B. N., and Koliopoulos P. K., (1999), Site dependent amplification functions and response spectra in Greece, Journal of Earthquake Engineering 3(2), pp NEHRP recommended provisions for the development of seismic regulations for new buildings (1994), Part 1: Provisions, Federal Emergency Management Agency (FEMA) 222A, Washington, D.C. Novotný O., Zahradník J., and Tselentis G.-A. (2001), North-Western Turkey earthquakes and the crustal structure inferred from surface waves observed in Western Greece, Bull. Seismol. Soc. Am., 91, pp Papazachos B., Scordilis E., Panagiotopoulos D., Papazachos C., and Karakaisis G., (2004), Global relations between seismic fault parameters and moment magnitude of earthquakes, Abstract volume of the 10 th Congress of the Geological Society of Greece, April, Thessaloniki, pp Pasyanos M., Dreger D., and Romanowicz B. (1996), Towards real-time determi-nation of regional moment tensors, Bull. Seismol. Soc. Am., 86, pp Ρουμελιώτη Ζ., Μπενετάτος Χ., Κυρατζή Α., και Dreger, D., (2008), Άμεσος υπολογισμός σεισμικών παραμέτρων στην Ελλάδα από ψηφιακά δεδομένα ευρέως φάσματος του Ελληνικού Ενοποιημένου Δικτύου Σεισμογράφων, 3 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας, 5-7 Νοεμβρίου 2008, Αθήνα, Άρθρο Saikia C. K. (1994), Modified frequency-wavenumber algorithm for regional seismograms using Filon s quadrature; modeling of L g waves in eastern North America, Geophys. Journ. Int., 118, pp Skarlatoudis, A. A., Papazachos C. B., Margaris B. N., Theodulidis N., Papaioannou Ch., Kalogeras I., Scordilis E. M., and Karakostas V., (2003), Empirical peak ground-motion predictive relations for shallow earthquakes in Greece, Bull. Seism. Soc. Am. 93, pp Skarlatoudis, A. A., Papazachos C. B., Margaris B. N., Theodulidis N., Papaioannou Ch., Kalogeras I., Scordilis E. M., and Karakostas V., (2007), Erratum to Empirical peak ground-motion predictive relations for shallow earthquakes in Greece, Bull. Seism. Soc. Am. 97(6), pp , doi: / Theodulidis, N., Roumelioti, Z., Panou, A., Savvaidis, A., Kiratzi, A., Grigoriadis, V., Dimitriou, P. and Chatzigogos T., (2006), Retrospective Prediction of Macroseismic Intensities Using Strong Ground Motion Simulation: The Case of the 1978 Thessaloniki (Greece) Earthquake (M6.5), Bulletin of Earthquake Engineering 4 (2), pp Wald, D. J., and Allen T. I., (2007), Topographic slope as a proxy for seismic site conditions and amplification, Bull. Seism. Soc. Am. 97(5), pp , doi: / Wells D. L., and Coppersmith K. J., (1994), New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area and surface displacement, Bull. Seism. Soc. Am., 84, No. 4, pp Wessel, P., Smith, W.H.F., (1998), New improved version of the Generic Mapping Tools released, EOS Trans. AGU 79,