tau-P-max, tau-C ve Pd MEtODLARI
advertisement
Konu Dışı Makaleler Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI Hakan Asaf ALÇIK*, Can ZÜLFİKAR* * Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü, Deprem Mühendisliği Anabilim Dalı, 34684, Çengelköy, Üsküdar, İstanbul, Türkiye ÖZET Deprem, yapılaşmanın artmasıyla birlikte kentsel alanlarda can ve mal kayıplarına yönelik ciddi tehlikeler oluşturmaktadır. Sismik cihazlarda kive haberleşme teknolojilerinde ki son gelişmeler, büyük depremlerin hasar yaratacak yer hareketlerinin gelişinden birkaç saniye ile birkaç on saniye öncesinden uyarı verecek deprem erken uyarı sistemlerinin uygulanmasını mümkün kılmaktadır. Böylece, şehir ve endüstriyel alanlarda kurulacak uyarı sistemleri, ilgili otomasyon sistemlerinin kapatılmasını sağlayarak, olası deprem zararlarının azaltılmasına yardımcı olacaktır. Son yirmi yıl içinde, erken uyarı konusunda Japonya, Meksika, Tayvan, Romanya, Türkiye, Amerika Birleşik Devletleri, İtalya, İsviçre ve Çin’de çalışmalar ve kurulumlar yapılmaktadır. Bazı yöntemler eşik seviyesinin aşılması prensibine göre çalışırken özellikle Kaliforniya ve Tayvan’da kullanılan iki sistem, P dalgasının ilk 3-4 saniyelik kısmından hesaplanan peryod parametrelerini kullanırlar. Büyüklük hesabı, Tau-P-max ile Mw ve Tau-C ile Mw arasındaki deneysel bağıntılardan elde edilir. Son çalışmalar bu iki parametrenin depremin ilk birkaç saniyesinde saptanarak yerinde erken uyarı yapılmasında kullanılabileceğini göstermektedir. Bu makale Kaliforniya’da kullanılan Tau-P-max ile Tayvan’da kullanılan Tau-C ve Pd metodları hakkında bilgiler içermektedir. 1. Giriş Bir deprem sırasında oluşan sismik dalgalar farklı hızlarda hareket ederler ve deprem kayıt istasyonlarına da belirli sıralarda ulaşırlar. Öncelikle hızı 5,0-7,4 km/sn arası değişen P dalgası, ardından da 3,0-4,0 km/sn ile S dalgası gelir (Clark 1971). P ve S dalgalarının bir istasyona varış zaman farkı, depremin odağından uzaklaştıkça da artar. Bu artış deprem erken uyarı sistemleri için zaman kazandırır. Ayrıca deprem istasyonları ile veri merkezi arasında radyo frekansı ile yapılan veri iletişim hızının da çok yüksek olması (300.000 km/sn) erken uyarı sisteminde önemli bir yer tutar (Hohnecker ve diğ. 2011). Hasar yaratabilecek düzeyde bir deprem oluşumunu kaynağına en yakın konumlarda gerçek zamanda tespit ederek bir uyarı sinyali üretmek mümkündür (Erdik ve diğ. 2003). Bu sinyalin ilgili kurumların otomasyon sistemlerine iletilmesiyle de önemli tedbirlerin alınması mümkün kılınır (Harben 1991). Bazı erken uyarı sistemleri P dalgasının ilk birkaç saniyesinden faydalanarak manyitüd ve lokasyon tayini yaparak alarm üretirlerken (Espinosa-Aranda ve diğ. 1995; Ashiya 2004) bazı sistemler mühendislik amaçlı yaklaşarak, P dalgasının saptamadan sadece gelen sismik dalganın genliğinin belirli bir eşik seviyesini aşıp aşmadığını kontrol ederek uyarı yaparlar (Alcik ve diğ. 2009; Wenzel ve diğ. 2001). 2. Kurulu Sistemler ve Yaklaşımlar Günümüzde erken uyarı sistemi ve yöntemleri üzerine yoğunlaşan ülkelerin başında Japonya, Meksika, Tayvan, Romanya, Amerika Birleşik Devletleri, Türkiye, İtalya, İsviçre ve Çin gelir (Allen 2011). Japonya’da ilk olarak Japon Demiryolları tarafından 1960’lı 60 Kasım - 2012 www.jeofizik.org.tr Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI yıllarda hızlı trenler için hat boyunca 20 km’de bir mekanik alarm özellikli sismograflar kullanılmıştır. Uzun zamandır erken uyarı sistemlerinde bir klasik olarak kabul edilen UrEDAS (Urgent Earthquake Detection and Alarm System=Acil Deprem Saptama ve Alarm Sistemi) kullanılmaktadır. Son zamanlarda Demiryolları Teknik Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen EQAS (Earthquake Quick Alarm System=Deprem Hızlı Alarm Sistemi) sistemi 2000 yılından sonra devreye sokulmuştur (Ashiya 2004). Japonya’da ulusal çapta deprem uyarı sisteminin gelişmesi, 1995 yılındaki Kobe depremi sonrasında çok sayıda ulusal sismik ağ ve istasyonların kurulmasıyla olmuştur. Ülke genelinde 1000 adet ivme ölçerden oluşan sistemde ki herhangi bir istasyon 100 cm/sn2 nin üzerinde bir yer hareketi kaydettiğinde, eşik seviyesinin aşılması prensibiyle erken uyarı sistemini tetikler (Kamigaichi ve diğ. 2009). İlave olarak, önceden belirlenmiş büyüklük ve şiddet eşik seviyelerinden herhangi birinin olası bir deprem sırasında aşılması sonucunda da bir “uyarı” verir (Kamigaichi 2004). Meksika’da çalıştırılan SAS (Sistema de Alerta Sísmica=Sismik Uyarı Sistemi) sisteminde otomatik olarak P ve S dalgaları tespit edilir. Depremin saptanmasının ardından istasyon ivme değerlerinin sürekli toplanmasıyla ifade edilen bir karakteristik fonksiyon yardımıyla deprem uyarı süreci başlatılır. Daha sonra büyüklük hesabı ve elde edilen büyüklük değerine göre de yerel radyo kanalı üzerinden 5,0≤M<6,0 için “kısıtlı alarm”, Mb≥6,0 içinse “halka yönelik alarm” uyarısı yapılır. Daha sonraları Oaxaca şehrinde kurulan SASO (Sistema de Alerta Sismica de Oaxaca=Oaxaca Sismik Uyarı Sistemi) sistemi, SAS sistemiyle birleştirilerek SASMEX olarak adlandırılmıştır. SASMEX 48 adet sismik cihaz ile hizmet vermektedir (Espinosa-Aranda ve diğ. 1995, 2011). Bükreş deprem erken uyarı sistemi, Vrancea Bölgesi’nde 3 adet ivmeölçer kayıtçı sistemi kullanarak eşik seviyesinin aşılması prensibiyle Bükreş’e yaklaşık 20-25 saniye öncesinden uyarı sinyali verebilmektedir (Wenzel ve diğ. 2001, 2003). İstanbul Deprem Erken Uyarı Sistemi toplam 10 adet ivmeölçerle hizmet vermektedir. Cihazlar, bazı kriterlerin göz önünde bulundurulmasıyla Adalar, Tuzla, Yalova, Gebze ve Marmara Ereğlisi vb. mahallerde konuşlandırılmıştır (Erdik ve diğ. 2003). Erken uyarı sistemi, eşik seviye değerinin aşılmasının ardından “deprem” kararı verir ve otomatik olarak alarm mesajı üretir (Alcik ve diğ. 2009). Hasar yaratabilecek bir depremle ilgili uyarı sinyali, deprem kaynak parametrelerine ve etkilenecek konumun koordinatlarına bağlı olarak en fazla 8 saniye öncesinde verilebilir (Erdik ve diğ. 2003). İtalya’da erken uyarı sistemi, güney Apennines Kuşağı için planlanarak kurulmuştur. Simülatif olarak çalıştırılan senaryolar neticesinde, bölgede tespit edilecek bir deprem sonrasında yaklaşık 110 km uzaklıktaki Napoli’ye ortalama 30 saniye hazırlık süresi kazandırılabileceği belirtilmiştir (Iervolino ve diğ. 2006). Yakın zamanda sanal istasyonlar eklenerek yapılan simülasyonlardan alınan sonuç, etkili uyarı zamanının 8-16 saniye arasında değişebileceğini belirtmektedir (Zollo ve diğ. 2009). Ayrıca farklı metodolojik çalışmalara da devam edilmektedir. PRESTo “PRobabilistic and Evolutionary early warning SysTem” bölgesel uyarı sağlayan lokasyon ve büyüklük hesabı yapan bir yazılımdır. Güney İtalya’da yirmi yıldır çalıştırılan (ISNet=Irpinia Seismic Network) Irpinia Sismik Ağı kapsamında kısa süre önce gerçek zamanlı uygulamaya geçilerek çalıştırılmaktadır. Çalışma sonuçları, PRESTo’nun fay yakınına yerleştirilen yoğun sismik istasyonları kullanılarak depremin başlangıç anında itibaren 5-6 saniye içinde deprem lokasyonunu ve büyüklüğünü saptayabileceğini göstermektedir. Dengeli sonuçların da genel olarak başlangıçdan itibaren ilk 10 saniye içinde alındığı belirtilir (Satriano ve diğ. 2011). VS (Sanal Sismolog) metodu bölgesel ağ temelli deprem erken uyarı sistemine uygun bir Bayesian yaklaşımıdır (Cua ve Heaton 2007). Bu metod deprem büyüklüğü, lokasyon, oluş zamanı, en büyük genlik dağılımının tahminine çalışır. VS algoritmasının devreye alınması kısaca SED olarak adlandırılan İsviçre Sismoloji Servisinin (Swiss Seismological Service-ETH Zürih, www.seismo.ethz.ch) çabalarıyla olmuştur (Allen ve diğ. 2009; Cua ve diğ. 2009a). Hâli hazırda İsviçre’de gerçek za- 61 www.jeofizik.org.tr JEOFİZİK BÜLTENİ KonuTau-C Dışı Makaleler Tau-P-max, ve Pd METODLARI manlı test çalışmalarına devam edilmektedir (Allen 2011). Buna karşılık Amerika Birleşik Devletleri, Güney Kaliforniya Sismik Ağı’nda (SCSN) Temmuz 2008 - Temmuz 2009 tarihleri arasında gerçek zamanlı testler yapılmıştır (Brown ve diğ. 2011; Cua ve diğ. 2009b). PreSEIS adını kısaca “PreSEISmic shaking=Sismik Sarsıntı Öncesi”nden alır (Köhler ve diğ. 2009) ve sinir ağ (neural network) temelli bir erken uyarı yaklaşımıdır (Böse 2006; Köhler 2010). Bir veya birkaç istasyona gelen P dalgasının varış zamanı ve kayıtlarını kullanarak depreme ait beklenen yer hareketlerinin ve deprem büyüklüğünün tahminini yapar (Böse ve diğ. 2008). Yapay sinir ağı metodu üzerinde çalışılması ve denenmesi amacıyla PreSEIS yaklaşımı, sentetik sismogramlar kullanarak İstanbul deprem erken uyarı sistemi kuvvetli yer hareketi istasyonlarına (Böse ve diğ. 2008) ve gerçek kayıtları kullanarak da Güney Kaliforniya sismik istasyonlarına uygulanmıştır (Köhler ve diğ. 2009). 2007 yılından itibaren Çin Deprem İdaresi Jeofizik Enstitüsü ile Tayvan Ulusal Üniversitesinden Dr. Yih-Min WU’nun başkanlığında yürütülen ortak proje kapsamında Tau-C ve Pd metodunun bu bölgede uygulanmasına yönelik çalışmalara başlanmıştır. Çalışma için Pekin Bölgesi’ndeki mevcut sismik cihazlar kullanılmaktadır (Peng ve diğ. 2011). Kaliforniya’da uygulanan TauP-max ile Tayvan’da uygulanan Tau-C ve Pd yaklaşımları aşağıda verilmiştir. p ) 2.1. Tau-P-max ( Tmax Amerika Birleşik Devletleri’nde sürdürülen afet zararlarının azaltılmasına yönelik çalışmalar uzun dönem (50 yıl döngülü) risk tespiti-tanımlama ve deprem sonrası bilgilendirme çalışmalarını içermektedir. 2003 yılında Allen ve Kanamori (2003) tarafından üçüncü bir yaklaşım sunulmuştur. Bu yaklaşımda Güney Kaliforniya için kısa dönem risk uyarı sisteminin fizibilitesi yapılmış (Harben 1991) ve TriNet’in (Şekil 1) altyapısını kullanan ElarmS sistemiyle birkaç saniyeden onlarca saniye öncesine kadar erken uyarı mesajı verebilmenin mümkün olabileceği belirtilmiştir (Allen 2004, 2007; Allen ve Kanamori 2003). ElarmS bir depremin başlangıç zamanını, lokasyonunu ve bü- Şekil 1: TriNet tarafından yürütülen sismik istasyonlarının konumları (Wald ve diğ., 1999) 62 Kasım - 2012 www.jeofi zik.org.tr 51 JEOFİZİK BÜLTENİ www.jeofizik.org.tr çalı!malar uzun dönem (50 yıl istasyon döngülü)içinrisk tespiti-tanımlama a!a"ıdaki tekrarlamal tarafından bir yakla!ım sunulmu!tur. Bu yakla!ımda Güney Hâkim peryodlar devamlı olarak hız ve se dönem risküçüncü uyarı sisteminin fizibilitesi yapılmı! (Harben 1991) bilgilendirme çalı!malarını içermektedir. 2003 yılında Allen ve Allen ve Kanamori 2003; Lockman dönem risk uyarı sisteminin fizibilitesi yapılmı! (Harben 1991) ve istasyon için a!a"ıdaki tekrarlamalı (re altyapısını kullanan ElarmS sistemiyle birkaç saniyeden onlarca sa tarafından üçüncü bir yakla!ım sunulmu!tur. Bu yakla!ımda Güney altyapısını ElarmS sistemiyle birkaç saniyeden onlarca saA Allen ve Kanamori 2003; Lockman erken uyarı mesajısisteminin verebilmenin mümkün olabilece"i belirtilmi!tir dönem riskkullanan uyarı fizibilitesi yapılmı! (Harben 1991)veve erken uyarı mesajı verebilmenin mümkün olabilece"i belirtilmi!tir Tau-P-max, ve Pd METODLARI AllenTau-C ve Kanamori 2003). altyapısını kullanan ElarmS sistemiyle birkaç saniyeden onlarca sa Allen ve Kanamori ElarmS bir depremin ba!langıç zamanını, büyüklü" erken uyarı mesajı2003). verebilmenin mümkün lokasyonunu olabilece"i ve belirtilmi!tir ElarmS bir depremin ba!langıç zamanını, lokasyonunu ve büyüklü" ba!lama anıyla tespit etmeye ba!lar. Daha sonra beklenen yer ha Allen ve Kanamori 2003). (1) ba!lama anıyla tespit etmeye ba!lar. Daha sonra beklenen yer ha çevresel da"ılımını sönümlenme ili!kilerini kullanılarak saptar. S ElarmS bir depremin ba!langıç zamanını, lokasyonunu ve büyüklü" çevresel da"ılımını sönümlenme ili!kilerini kullanılarak saptar. St (1) zamanı S dalgasına ait seyahat ile olu! zamanı e"rilerinden ba!lama anıyla tespit etmeye ba!lar. Daha sonra beklenen yer ha herhangi bir i Burada; zamanı S dalgasına ait seyahat ile olu! zamanı e"rilerinden (smoothed) hız kaydının karesi, yüklüğünü P dalgasının ilk baş- olması, ikincisi de dışmerkez çalı!malarda daha ziyade büyüklük tahmininin üzerindesaptar. durulm çevresel da"ılımını sönümlenme ili!kilerini kullanılarak St çalı!malarda daha ziyade büyüklük tahmininin üzerinde durulm lama anıyla tespit etmeye baş- mesafesi km kullanılarak altında ait olanseyahat frekans içeri"i büyüklük yapıldı"ı ve bu yöntem zamanı 100 S dalgasına iletahmini olu! zamanı e"rilerinden Di yumuşatılmış hız kaydının yumu!atılmı! (smoothed) hız t frekans içeri"i kullanılarak büyüklük tahmini yapıldı"ı ve bu yöntem lar. Daha sonra beklenen yer istasyonların seçilmesidir. tarafından kullanılan yöntemin bir benzeri oldu"u bildirilmektedir çalı!malarda daha ziyade büyüklük tahmininin üzerinde durulm türevinin karesi, smoothing tarafından kullanılan yöntemin bir sıralanırsa; benzeri bildirilmektedir smoothing karesi, oldu"u hareketi pik değerinin çevresel 2003). Aralarındaki farklılık özetle bir a" kullanılması, frekans içeri"i kullanılarak tahmini yapıldı"ı ve bukatsayısı yöntem Hâkim peryodlar devamlı olarak büyüklük 2003). Aralarındaki farklılık özetle sıralanırsa; bir a" kullanılması, katsayısıdır (Allen 2004; Allen i!lem-kontrol süresidir. Allen ve Kanamori (2003) sundukları çalı dağılımını sönümlenme ilişkiletarafından kullanılan yöntemin bir benzeri oldu"u bildirilmektedir hızi!lem-kontrol sensörlerinin düşey bileşensüresidir. Allen ve Kanamori (2003) sundukları çalı ve Kanamori 2003) ve 0.999 3,0-7,3 arasında de"i!en 53 adet Kaliforniya depremi kullanmı!lar rini kullanılarak saptar. Sonuçta 2003). Aralarındaki farklılık özetle sıralanırsa; bir a" kullanılması, leri3,0-7,3 kullanılarak her bir istasyon arasında de"i!en 53 adet Kaliforniya depremi kullanmı!lar alınır (Lockman ve sundukları Allen seçiminde iki süresidir. ölçütü gözönünde bulundurmu!lardır. Birincisi, depr i!lem-kontrol Allenolarak veBurada; Kanamori (2003) çalı erken uyarı zamanı S dalgasına herhangi bir i anınd için aşağıdaki tekrarlamalı (re- 2005). seçiminde iki ölçütü gözönünde bulundurmu!lardır. Birincisi, depr Allen (2007) ve Olson ve fazla geni!band sismometre tarafından kaydedilmi! olması, iki 3,0-7,3 arasında de"i!en 53 Burada; adet Kaliforniya depremi kullanmı!lar ait seyahat ile oluş zamanı eğherhangi bir olması, i anındaki fazla geni!band sismometre tarafından kaydedilmi! iki kürsiv) ilişki kullanılarak hesapAllen (2005) tarafından, 100 örmesafesi 100 km altında olan istasyonların seçilmesidir. yumu!atılmı! (smoothed) hız kayd seçiminde iki ölçütü gözönünde bulundurmu!lardır. Birincisi, depr rilerinden tahmin edilir. Fakat mesafesi 100 km altında olan istasyonların seçilmesidir. lanır (Allen 2007; Allen ve Ka-olarak Hâkim peryodlar devamlı hıziçin sensörlerinin bile!enleri fazla geni!band sismometre tarafından kaydedilmi! olması, iki(A nek/sn =0.99, 20dü!ey örnek/ smoothing katsayısıdır karesi, yumu!atılmı! (smoothed) hız kaydının çalışmalarda daha ziyade büHâkim peryodlar devamlı olarak hız sensörlerinin dü!ey bile!enleri namori 2003; Lockman ve Allen istasyon için a!a"ıdaki tekrarlamalı (rekürsiv) ili!ki kullanılarak hes mesafesi 100 km altında olan istasyonların seçilmesidir. yüklük tahmininin üzerinde dusn için (rekürsiv) =0.95 verilmiştir. smoothing (Allen karesi, istasyon için a!a"ıdaki ili!kikatsayısıdır kullanılarak hes 2005; Olson ve Allen 2005); Allen veperyodlar Kanamori 2003;tekrarlamalı Lockman ve sensörlerinin Allen 2005; Olson ve Allen 20 Hâkim devamlı olarak hız dü!ey bile!enleri rulmuştur. P dalgasının frekans Allen ve Kanamori 2003; Lockman ve Allen 2005; Olson ve Allen 20 Allen ve Kanamori (2003) taraistasyon için a!a"ıdaki tekrarlamalı (rekürsiv) ili!ki kullanılarak hes içeriği kullanılarak büyüklük tahfından ve yapılan TauAllen ve Kanamori 2003; Lockman Allen çalışmada 2005; Olson ve Allen 20 mini yapıldığı ve bu yöntemin P-max ile büyüklük arasında Nakamura (1988) tarafından farklı deprem büyüklüklerine kullanılan yöntemin bir benzeri (1) (1) göre iki ayrı doğrusal ilişki suolduğu bildirilmektedir (Allen ve (1) nulmuştur (Şekil 2). Bu ilişkiKanamori 2003). Aralarındaki (1) ler, yapılan çevrimdışı (off-line) farklılık özetle sıralanırsa; bir çalışmalar sonucunda ayrı ayrı ağ kullanılması, uygulanan filtre (2) çıkarılmıştır. Şekil 2’de verilen ve işlem-kontrol süresidir. Allen açık renkli noktalar her bir istasve Kanamori (2003) sundukları yona ait peryod değerlerini, siçalışmada, büyüklükleri 3,0-7,3 yah noktalar ise her bir depreme arasında değişen 53 adet Kaliherhangi bir i ait anındaki peryod,verir. kaydedi Burada; peryod hâkim ortalamalarını herhangi bir anındaki hâkim Burada; (3) i Birincisinde, forniya depremi kullanmışlardır. küçükperyod, depremler kaydedi yumu!atılmı! hı yumu!atılmı! (smoothed) kaydının karesi, Bu depremlerin seçiminde iki herhangi birhızi için anındaki hâkimdüşey peryod, kaydedi Burada; (3,0≤M≤5,0) bileşen p yumu!atılmı! hı yumu!atılmı! (smoothed) hız kaydının karesi, herhangi bir i anınBurada; T ölçütü gözönünde bulundursmoothing katsayısıdır (Allenhız 2004; Allen Kanamori 20 karesi, i genişband kayıtları 10 ve Hz’lik smoothing katsayısıdır (Allen karesi, 2004; Allen ve Kanamori hı 20 karesi, yumu!atılmı! yumu!atılmı! (smoothed) hız alçak-geçişli kaydının muşlardır. Birincisi, depremin iki filtreyle süzgeçledaki hâkim peryod, xi kaydedilsmoothing katsayısıdır (Allen 2004; Kanamori 20 karesi, veya daha fazla genişband sisnip, yukarıdaki 1, 2Allen ve 3 ve no.’lu mometre tarafından kaydedilmiş miş hız kaydı, X i yumuşatılmış denklemlerden faydalanılarak, Şekil 2: (A) 3,0≤M≤5,0 ve (B) 4,5≤M≤7,3 depremleri kullanarak elde edilen hâkim periyot ile büyüklük (M) arasındaki ilişkiler (Allen, 2004; Allen ve Kanamori, 2003) 63 www.jeofizik.org.tr JEOFİZİK BÜLTENİ Allen ve Kanamori (2003) tarafından yapılan çalı!mada Tau-Parasında farklı deprem büyüklüklerine göre iki ayrı do"rusal ili!ki 2). Bu ili!kiler, yapılan çevrimdı!ı (off-line) çalı!malar sonucunda ay "ekil verilen açık renkli noktalar her bir istasyona ait peryo Konu Dışı 2’de Makaleler noktalar ise her bir depreme ait peryod ortalamalarını verir. depremler için (3,0$M$5,0) dü!ey bile!en geni!band hız kayıtları 10 alınır (Lockman ve Allen 2005).filtreyle Allen (2007) ve Olson ve Allen1,(2005) 100 süzgeçlenip, yukarıdaki 2 ve tarafından, 3 no.’lu denklemlerden fa =0.99, 20 örnek/sn için elde =0.95edilmi!tir. verilmi!tir. örnek/sn için peryodlar Küçük depremlerde, pencere boyu 1-2 kullanımıyla uygun alındı"ı belirtilir. Elde5’eedilen do"rusa Allen peryodlar ve Kanamori (2003) süzgeçlenir tarafından çalı!mada Tau-P-max büyüklük 3, Şekil 4 ile ve Şekil göz hâkim elde edilmiştir. veyapılan 1, 2 vesonuçların 3 no.’lu Şekil no’lu denklemde verilmi!tir (Allen 2004, Allen ve Kanamori 2003). arasında farklı deprem büyüklüklerine göre iki ayrı do"rusal ili!ki sunulmu!tur ("ekil denklemlerin yardımıyla hâkim atmakta fayda vardır. Küçük depremlerde, pencere 2). Bu (off-line) çalı!malar sonucunda ayrı ayrı çıkarılmı!tır. elde edilir. Büyüklük boyu 1-2 ili!kiler, saniyelik yapılan verilerin çevrimdı!ı kul- peryodlar Şekil 3’de de"erlerini, iki farklı peryotta "ekil 2’de verilen açık renkli noktalar her bir istasyona siyah ki lanımıyla uygun sonuçların alın- tahmininde süre açısından en iyi ait(8 peryod sn ve 4 sn) sinüs ve bunların noktalar ise her bir depreme ait peryod ortalamalarını verir. Birincisinde, küçük dığı belirtilir. Elde edilen doğru- sonucun ilk 4 saniyelik verilerde toplam dalga formlarına 1, 2 ve depremler için (3,0$M$5,0) dü!ey bile!en geni!band hız ve kayıtları 10 Hz’lik alçak-geçi!li edildiği belirtilmektedir sal ilişki aşağıdaki 4 no’lu yukarıdaki denk- elde M>4,5 depremlere ait hız verileri de 3denklemlerin Hz’lik alçak-geçi!li 3 no.’lu uygulanfiltreyle süzgeçlenip, 1, 2 ve 3 no.’lu denklemlerden faydalanılarak, hâkim filtreyle elde edilen doğrusal ilişki aşalemde verilmiştir (Allen 2004, ve 3 no.’lu denklemlerin yardımıyla hâkim peryodlar elde edilir. B masıyla perperyodlar elde edilmi!tir. Küçük depremlerde, pencere boyu 1-2 hesaplanan saniyelik hâkim verilerin ğıdaki denklem 5’de verilmiştir süre açısından en iyi sonucun ilk 4 saniyelik verilerde Allen ve Kanamori 2003). grafiklenmiştir. kullanımıyla uygun sonuçların (Allen alındı"ı belirtilir. Elde edilen yodlar do"rusal ili!ki a!a"ıdaki 4elde edildi"i 2004, Allen ve Kanamori elde edilen do"rusal ili!ki a!a"ıdaki denklem 5’de verilmi!tir (All no’lu denklemde verilmi!tir (Allen 2004, Allen ve Kanamori 2003). 2003). Aşağıda Şekil 4’de verilen bir Kanamori 2003). başka örnek; 50 km uzaklıktaki PDR istasyonu tarafından (4) kay dedilmiş 3,9 büyüklüğündeki 29 Ocak 2002 tarihli Simi Valley ait hız de 3 Hz’lik alçak-geçi!li filtreyle süzgeçlenir ve 1, 2 M>4,5 depremlere (4)verileri Yöntem hakkında (5) olmak fikir sahibi için olarak verilen "ekil depremBüyüklük verisiörnek ve hâkim frekans ve 3 no.’lu denklemlerin yardımıyla hâkim peryodlar elde edilir. tahmininde 5’e göz atmakta fayda vardır. M>4,5 ait hız süre depremlere açısından en iyi verileri sonucun Yöntem ilk 4 saniyelik elde grafiğidir. edildi"i belirtilmektedir ve P fazının tetiklenmehakkındaverilerde fikir sahibi "ekil için 3’de iki olarak farklı peryotta ki(Allen (8 sn2004, ve sn) sanisinüs ve bun elde edilen do"rusalfiltreyle ili!ki a!a"ıdaki denklem 5’deverilen verilmi!tir Allen ve sinden sonraki ilk 4birinci olmak örnek de 3 Hz’lik alçak-geçişli formlarına 1, 2 ve 3 no.’lu denklemlerin uygulanmasıyla hesaplana Kanamori 2003). grafiklenmi!tir. A!a"ıda "ekil 4’de verilen bir ba!ka örnek; 50 km uzaklıktaki PDR i (5) kaydedilmi! 3,9 büyüklü"ündeki 29 Ocak 2002 tarihli Simi Valley hâkim frekans grafi"idir. P fazının tetiklenmesinden sonraki ilk bi edileniçinhâkim de"eri "ekil turuncu daire ile"ekil gösterilmekted Yöntem hakkında fikir sahibi olmak örnek frekans olarak verilen 3, "ekil 4 ve grafi"indeki gri renkle taranmı! alan 0,5 saniyelik hesap yapıl 5’e göz atmakta fayda vardır. Özellikle gürültüden P dalgasına geçi! yapılan bu kısımlarda, ani "ekil 3’de iki farklı peryotta ki (8 sn ve 4 sn) sinüs ve bunların toplam dalga oldu"u ve bu sebeple yarım saniyelik kısmın göz ardı edilmesi ge formlarına 1, 2 ve 3 no.’lu denklemlerin uygulanmasıyla hesaplanan hâkim peryodlar (Allen 2004). Ayrıca yapılan ara!tırmalar neticesinde kuzey-batı Pas grafiklenmi!tir. saniyelik, Japonya 2 saniyelik zaman dilimin A!a"ıda "ekil 4’de verilen bir ba!ka örnek; 50 kmverilerinde uzaklıktakiise PDRtakribi istasyonu tarafından daha do"ru sonuçlar verdi"i de belirtilmi!tir (Lockman ve Allen 2007 kaydedilmi! 3,9 büyüklü"ündeki 29 Ocak 2002 tarihli Simi Valley deprem verisi ve Bir di"er örnek ise 82 km uzaklıktaki DAN istasyonu hâkim frekans grafi"idir. P fazının tetiklenmesinden sonraki ilk birinci saniyede elde tarafında 1999 tarihli Hector deprem verisi edilen hâkim frekans de"eribüyüklü"ündeki turuncu daire16 ileEkim gösterilmektedir. Hâkim Mine frekans tetiklenmesinden sonraki birer saniyelik grafi"idir. P faz grafi"indeki gri renkle taranmı! alan 0,5 saniyelik hesap yapılmayan alanı verir. zaman d Şekil 3: Hâkim periyodun hesaplanması: (A) iki farklı (8 ve 4frekans saniyelik) de"erleri periyot ve toplamlarına ait sinüs dalgası, (B) edilen hâkim turuncu belirtilmi!tir ("ek Özellikle gürültüden P dalgasına geçi! yapılan bu kısımlarda, ani pikdairelerle ve salınımların hesaplanan hâkim periyodun gösterilişi. Düşey eksen genliği, yatay eksen zamanı gösterir. renkle taranmı! alan kuzey-batı Pasifik verilerinde 0,5 saniyelik z oldu"u ve bu sebeple yarım saniyelik kısmın göz ardı edilmesi gerekti"i belirtilmi!tir görülen âni geçi! sapmalarından ötürü, hesap yapılmayan alan (Allen 2004). Ayrıca yapılan ara!tırmalar neticesinde kuzey-batı Pasifik verilerinde 0,5 2007). saniyelik, Japonya verilerinde (Lockman ise takribive2 Allen saniyelik zaman diliminden uzak durmanın Tau-P-max metodunda i!lemler daha do"ru sonuçlar verdi"i de belirtilmi!tir (Lockman bütün ve Allen 2007). dü!ey bile!en üzerinde yap zamanlı hesaplamada, öncelikle depremin ba!langıç7,1 anı tespit e Bir di"er örnek ise 82 km uzaklıktaki DAN istasyonu tarafından kaydedilmi! itibaren veriye paralel iki koldan i!lem yapılır. Birincisinde, gele büyüklü"ündeki 16 Ekim 1999 tarihli Hector Mine deprem verisi ve hâkim frekans deprem oldu"u farz edilerek hesaplamalara 10Hz’lik alçak-geçi!li süz grafi"idir. P faz tetiklenmesinden sonraki birer saniyelik zaman dilimleri içinde elde üzerinden i!lemle ba!lanır. Aynı anda ikinci kolda ise depremin dah edilen hâkim frekans de"erleri turuncu dairelerle belirtilmi!tir ("ekil 5). Grafikteki gri dü!ünülerek, i!leme 3Hz’lik alçak-geçi!li uygulanan veri renkle taranmı! alan kuzey-batı Pasifik verilerinde 0,5 saniyelik zaman süzgeç dilimi içinde edilir. 10Hz’lik filtreyle süzgeçlenen verinin 1. saniyesine görülen âni geçi! sapmalarından ötürü, hesap yapılmayan alan olarak belirtilmi!tir 1, 2 ve 3 (Lockman ve Allen 2007). ve hâkim veya peryod ( Gerçek ) elde Tau-P-max metodunda bütün uygulanır i!lemler dü!ey bile!enfrekans üzerinde yapılmaktadır. zamanlı hesaplamada, öncelikle depremin ba!langıç anı tespit edilir. Bu noktadan de"erden, içingelen tespitdepremin edilen veküçük 4 no.’lu denkl itibaren veriye paralel iki koldan i!lem Güney yapılır.Kaliforniya Birincisinde, deprem oldu"u farz edilerek hesaplamalara 10Hz’lik alçak-geçi!li süzgeç uygulanan veri üzerinden i!lemle ba!lanır. Aynı anda ikinci kolda ise depremin daha büyük olabilece"i dü!ünülerek, i!leme 3Hz’lik alçak-geçi!li süzgeçilk saniyede uygulanan veri kullanılarak devam Şekil 4: PDR istasyonu hız kaydı ve P fazının tespiti sonrasındaki hesaplanan hâkim frekans değeri edilir. 10Hz’lik filtreyle süzgeçlenen verinin 1. saniyesine 1, 2 ve 3 no.’lu denklemler (Allen, 2004) 64 uygulanır Kasım - 2012 ve hâkim frekans veya peryod ( ) elde edilir. Elde edilen www.jeofizik.org.tr de"erden, Güney Kaliforniya için tespit edilen ve 4 no.’lu denklemde sunulan - 4 Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI Şekil 5: DAN istasyonu hız kaydı ve P fazının tespiti sonrasında saniyelik pencereler içinde hesaplanan hâkim frekans değerleri (Allen, 2004) yede elde edilen hâkim frekans değeri turuncu daire ile gösterilmektedir. Hâkim frekans grafiğindeki gri renkle taranmış alan 0,5 saniyelik hesap yapılmayan alanı verir. Özellikle gürültüden P dalgasına geçiş yapılan bu kısımlarda, ani pik ve salınımların olduğu ve bu sebeple yarım saniyelik kısmın göz ardı edilmesi gerektiği belirtilmiştir (Allen 2004). Ayrıca yapılan araştırmalar neticesinde kuzey-batı Pasifik verilerinde 0,5 saniyelik, Japonya verilerinde ise takribi 2 saniyelik zaman diliminden uzak durmanın daha doğru sonuçlar verdiği de belirtilmiştir (Lockman ve Allen 2007). Bir diğer örnek ise 82 km uzaklıktaki DAN istasyonu tarafından kaydedilmiş 7,1 büyüklüğündeki 16 Ekim 1999 tarihli Hector Mine deprem verisi ve hâkim frekans grafiğidir. P faz tetiklenmesinden sonraki birer saniyelik zaman dilimleri içinde elde edilen hâkim frekans değerleri turuncu dairelerle belirtilmiştir (Şekil 5). Grafikteki gri renkle taranmış alan kuzey-batı Pasifik verilerinde 0,5 saniyelik zaman dilimi içinde görülen âni geçiş sapmalarından ötürü, hesap yapılmayan alan olarak belirtilmiştir (Lockman ve Allen 2007). Tau-P-max metodunda bütün işlemler düşey bileşen üzerinde yapılmaktadır. Gerçek zamanlı hesaplamada, öncelikle depremin başlangıç anı tespit edilir. Bu noktadan itibaren veriye paralel iki koldan işlem yapılır. Birincisinde, gelen depremin küçük deprem olduğu farz edilerek hesaplamalara 10Hz’lik alçak-geçişli süzgeç uygulanan veri üzerinden işlemle başlanır. Aynı anda ikinci kolda ise depremin daha büyük olabileceği düşünülerek, işleme 3Hz’lik alçak-geçişli süzgeç uygulanan veri kullanılarak devam edilir. 10Hz’lik filtreyle süzgeçlenen verinin 1. saniyesine 1, 2 ve 3 no.’lu denklemler uygulanır ve hâkim frekans veya peryod ( f p = 1 / T p ) elde edilir. Elde edilen değerden, Güney Kaliforniya için tespit edilen ve 4 no.’lu denklemde sunulan ml -peryod ilişkisi kullanılarak büyüklük tahmini yapılır. Büyüklük değerinin 4,5’den düşük çıkması durumunda, 2. zaman dilimine geçilir. Bu kısımda da hâkim peryod bulunur ve yine 4 no.’lu denklem yardımıyla, ml değeri 65 www.jeofizik.org.tr JEOFİZİK BÜLTENİ Konu Dışı Makaleler elde edilir. Burada önemli olan; iki zaman dilimi içinde hesaplanan en büyük peryoda karşılık gelen büyüklüğün alınmasıdır. Buna en iyi örnek Şekil 4’de verilen 3,9 büyüklüğündeki Simi Valley depremine ait hâkim frekans çözümünde görülmektedir. Şayet elde edilen büyüklük ( ml ) değeri 4,5’den büyük çıkarsa, Şekil 5’de verilen 7,1 büyüklüğündeki Hector Mine depremine ait hâkim frekans çözümünde görüldüğü gibi, veri-işleme doğrudan 3 Hz’lik alçak-geçişli filtreyle süzgeçlenen veri üstünden devam edilecektir. Benzer şekilde, ilk 4 saniyelik zaman dilimi kullanarak her bir saniyelik pencere boyları içinde elde edilecek peryodların arasında değeri en büyük olan peryod veya frekans değeriyle denklem 5’den faydalanarak tahmini büyüklük ( mh ) bulunur (Allen 2004). Şayet kullanılacak olan ivme kaydı ise, öncelikle integrali alınarak hıza dönüşümü yapılır ve ardından yukarıda bahsedilen veri işleme tâbi tutulur (Olson ve Allen 2005). Tau-P-max gerçek zamanlı çalışma modunda sürekli hesaplanmaktadır. Tau-P-max hakkındaki gelişmeleri kısaca şu şekilde özetleyebiliriz: • • İlk olarak, Allen ve Kanamori (2003) tarafından 2003 yılında Science dergisindeki makaleyle duyuruldu. TriNet istasyonlarını kullanılarak Nakamura (1988)’nın metodu adapte edilmeye çalışılmıştır. ElarmS adı verilen sistemin, UrEDAS’dan genel farkı bir ağ kullanmasıdır. İki yıl sonra Lockman ve Allen (2005), Allen ve liforniya için yapılan çalışma sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Büyüklük tahmininde güvenilirlik artışının, hâkim peryod gözlemlerini veren istasyonların sayısının artması ile sağlanabileceği sonucuna vardılar. Bu sayının 1 istasyondan 4 istasyona çıkarılması ile daha net sonuçlar alındığı belirtilir. Netice olarak da, Güney Kaliforniya için ortalama mutlak değer büyüklük hatası 0,5 birim olarak verdiler. Kanamori’nin 2003 yılındaki çalışmalarında tek istasyonlara ait hâkim peryodlardaki saçılmaları irdelemek, p mesafe-P genliği- T ilişkisi ile bölgesel sönümlenme ilişkisini elde etmek ve “Kaliforniya’da tek istasyon yöntemi mümkün müdür?” sorusuna yanıt aramak için yaptıkları çalışma, çarpıcı bir çalışma olmuştur. Çalışmalarında P dalgasının ilk 4 saniyesini kullanmışlardır. • Aynı yıl Olson veAllen (2005), Allen ve Kanamori’nin 2003 yılındaki çalışmalarında kullandıkları deprem verilerine ilave olarak Japonya, Tayvan ve Alaska verilerini kullanıp P dalgasının da ilk 4 • 2009 yılında Brown ve diğ. (2009) tarafından ElarmS’in çevrimdışı testleri Japon verileri http://www.knet.bosai. go.jp kullanılarak yapılmıştır. Tüm veriler üzerinden ortalama manyitüd hatası ve standart sapması 0,0±0,4 birim olarak verilmiştir. JMA manyitüdüne göre 6,0 ve daha yukarısı verilerde bu hata 0,0±0,5 birim, 7 ve yukarısı için de -0,2±0,5 birim olarak verilmiştir. • 2011 yılında Brown ve diğ. (2011) tarafından ElarmS’in Japon verileri ile çevrimdışı, Kaliforniya’da ise gerçek zamanlı uygulaması yapılmıştır. ElarmS’in karşılaştığı teknolojik ve metodolojik sorunların tanımlaması yapılarak, telemetrideki gecikme süreleri ve yanlış alarm oranları, yenilik ve ilerlemede iki anahtar konu olduğu belirtilmiştir. Ayrıca, ileride ElarmS ile beraber diğer benzer yöntem ve metodların tek bir cihazın içine dâhil edilmesiyle olası gecikmeleri en aza indirgeyeceği belirtilmiştir. saniyesine bakarak mh büyüklüğün (M>6,0) yeniden hesabını çıkarmışlardır. • • İki yıl sonra Wurman ve diğ. (2007) tarafından ElarmS sisteminin büyüklükleri 3,0 ila 7,1 arasında değişen 43 deprem ile kalibre ettiklerini belirttiler. Pik genlik ve en büyük hâkim peryod kullanarak büyüklük tayini yapan ElarmS sisteminin kalibrasyonu neticesinde, ilk saniyelerdeki başlangıç büyüklük değer hatasını 0,72 birim olarak tespit etmişlerdir. 2007 yılında yapılan diğer bir çalışma Lockman ve Allen (2007) tarafından Japonya ve Kuzey Pasifik Bölgesi için büyüklük-peryod ölçeklendirme ilişkisi üzerine olmuştur. Çalışma sonuçları, Allen ve Kanamori (2003)’nin 2003 yılında Ka- 66 Kasım - 2012 www.jeofizik.org.tr Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI Aynı yıl Allen (2011) tarafın- Bölgesi’nde oluşacak deprem- bir çözüm arayışında olmuştur. dan sunulan makalede, şu lerin tespiti ile dış merkezden 2000’li yılların başında devreye an proto tip olarak birbirle- 70 km uzaklıktaki bütün yerle- alınan VSN metodu, tetiklenen riyle ilintili çalışan 400 adet şim alanlarına, özellikle 120 km ilk istasyonun 60 km çembersel sismik cihazın, çok yakında uzaklıktaki Taipei şehrine, yakla- uzağındaki istasyonları hesaptest kullanıcılardan oluşan şık 20 saniye öncesinden uyarı lama dışında bırakması, diğer küçük bir gruba uyarı gön- yapmanın mümkün olduğu orta- bir değişle sadece dışmerkeze dereceği, sistem tamalan- ya konulmuştur (Şekil 6) (Hsaio yakın 60 km mesafe içindeki dığında ise P dalgasının ve diğ. 2009; Wu ve Kanamori sismik istasyonların odak ve tetiklenmesinden 5 saniye 2005a; Wu 2007). büyüklük hesaplamasına katılsonra hem yakın hem de ması, sistemin bu alan içinde Fakat 1999 yılında meydana geuzak noktalara alarm vereuyarı sağlayamamasına bir cihazın içine dâhil edilmesiyle gecikmeleri en aza indirgeyece"i belirtilmi!tir. sebep lenolası 7,6 büyüklüğündeki depremibildirilmektedir. Kaolmaktadır (Şekil 7) (Hsaio ve yıl Allen (2011) tarafından sunulan !uuzakta, an proto tip olarak birbirleriyle •Aynı bileceği nin Hualienmakalede, Bölgesi’nden daha kapsamlı diğ. 2009; Wu ve Teng 2002) . ilintililiforniya çalı!aniçin 400 adet sismik cihazın, çok yakında test kullanıcılardan olu!an küçük Tayvan’ın orta kısımlarında oluşistasyon dağılımı önerereksistem tamalandı"ında ise P dalgasının tetiklenmesinden 5 bir gruba uyarı gönderece"i, ması sebebiyle farklı bir ağ ara- 20 Eylül 1999 tarihindeki Chi-Chi iyi sistemin saniyeen sonra hem kurulabileceyakın hem de uzak noktalara verebilece"i bildirilmektedir. yışına gidilmiştir. CWBalarm (Central depreminin lokasyonuna eş bir ğini de belirtmiştir. Kaliforniya için daha kapsamlı istasyon da"ılımı önererek en iyi sistemin Weather Bureau=Tayvan Mer- noktada, Tayvan’ın orta kısımlakurulabilece"ini de belirtmi!tir. kezi Meteoroloji Bürosu), VSN rında oluşacak olası bir deprem, (Virtual Sub-Network=Sanal 145 km uzaklıktaki Taipei şehri2.2. Tau-C ( ) ve Pd Alt-Ağ) tasarımı ile güvenilir ne 20 saniyeden daha fazla bir 2.2. Tau-C ( c ) ve Pd Tayvan’ındo"usundaki doğusundaki büyüklük saptaması veBölgesi’nde erken uyarı zamanıdepremlerin kazandıracaktır. Tayvan’ın yitim yizonunda bulunan Hualien olu!acak tim zonunda Hualien uyarı arasında optimize edilmiş alanlarına, Buna karşılık, ülke genelinde tespiti ile dı! bulunan merkezden 70 km uzaklıktaki bütün yerle!im özellikle 120 km uzaklıktaki Taipei !ehrine, yakla!ık 20 saniye öncesinden uyarı yapmanın mümkün oldu"u ortaya konulmu!tur ("ekil 6) (Hsaio ve di". 2009; Wu ve Kanamori 2005a; Wu 2007). Fakat 1999 yılında meydana gelen 7,6 büyüklü"ündeki depreminin Hualien Bölgesi’nden uzakta, Tayvan’ın orta kısımlarında olu!ması sebebiyle farklı bir a" arayı!ına gidilmi!tir. CWB (Central Weather Bureau=Tayvan Merkezi Meteoroloji Bürosu), VSN (Virtual Sub-Network=Sanal Alt-A") tasarımı ile güvenilir büyüklük saptaması ve erken uyarı arasında optimize edilmi! bir çözüm arayı!ında olmu!tur. 2000’li yılların ba!ında devreye alınan VSN metodu, tetiklenen ilk istasyonun 60 km çembersel uza"ındaki istasyonları hesaplama dı!ında bırakması, di"er bir de"i!le sadece dı!merkeze yakın 60 km mesafe içindeki sismik istasyonların odak ve büyüklük hesaplamasına katılması, sistemin bu alan içinde uyarı sa"layamamasına sebep olmaktadır ("ekil 7) (Hsaio ve di". 2009; Wu ve Teng 2002) . 20 Eylül 1999 tarihindeki Chi-Chi depreminin lokasyonuna e! bir noktada, Tayvan’ın orta kısımlarında olu!acak olası bir deprem, 145 km uzaklıktaki Taipei !ehrine 20 saniyeden daha fazla bir uyarı zamanı kazandıracaktır. Buna kar!ılık, ülke genelinde beklenecek erken uyarı süreleri "ekil 8’de verilmi!tir. %ekildeki siyah yıldız Chi-Chi depreminin dı!merkezini göstermektedir. Bu nedenle kayna"a yakın alanlarda erken uyarı sa"layabilmek için farklı bir yakla!ıma gereksinim duyulmu!tur. 2005 yılında Kanamori (2005), hem Nakamura (1988) hem de Allen ve Kanamori (2003)‘den • faydalanarak geli!tirdi"i yakla!ımla yeni bir parametre ( =Tau-C) sunmu!tur. Tau-C depremin ilk 3 saniyesinden faydalanarak o depremin büyüklü"ünü yansıttır (Kanamori 2005). Kayma hareketinin durdu"u veya devam etti"i, genel olarak depremin ba!langıç hareket peryoduna yansır. Küçük ve büyük sarsıntılar sırasıyla kısa ve uzun peryodlu Şekil 7: RTD sisteminin istasyon dağılımı ve VSN ba!langıç hareketleri üretirler. Bu ba"lamda, ilk hareket sırasında ağının yapılandırılması (Wu veilk Teng,hareketin 2002) Şekil 6: Alt-ağ istasyonları (Wu ve diğ., 2004) peryodu yerine ortalama peryodun tanımlanması önemlidir. Keza, Nakamura (1988)’nın metodunda da ortalama peryod kullanılır (Kanamori 2005). Wu ve Kanamori (2005a) Nakamura (1988)’nın metodundan modifiye edilmi! a!a"ıdaki i!lemi uygulamı!lardır. 67 www.jeofizik.org.tr , dü!ey bile!en yerde"i!tirme kaydı, oranı !u !ekilde hesaplanır: JEOFİZİK dü!ey bile!en hız kaydı olmak üzere BÜLTENİ uyarı arasında optimize edilmi! bir çözüm arayı!ında olmu!tur. 2000 devreye alınan VSN metodu, tetiklenen ilk istasyonun 60 km çem istasyonları hesaplama dı!ında bırakması, di"er bir de"i!le sadece dı km mesafe içindeki sismik istasyonların odak ve büyüklük hesapl Konu Dışı Makaleler sistemin bu alan içinde uyarı sa"layamamasına sebep olmaktadır ( di". 2009; Wu ve Teng 2002) . 20 Eylül 1999 tarihindeki Chi-Chi depreminin lokasyonuna e! bir orta kısımlarında olu!acak olası bir deprem, 145 km uzaklıktaki kazandıracaktır. Buna kar!ıl saniyeden daha sırasıyla fazla bir uyarı zamanı sarsıntılar kısa Burada, P dalgasının başlangıç beklenecek erken uyarı süreleri büyük beklenecek erken uyarı süreleri "ekil 8’de verilmi!tir. %ekildeki s ve uzun peryodlu başlangıç haŞekil 8’de verilmiştir. Şekildeki depreminin dı!merkezini göstermektedir. Bu nedenle kayna"a yakı zamanı ile t zamanı arasında 0 siyah yıldız Chi-Chi depremi- reketleri üretirler. Bu bağlamda, uyarı sa"layabilmek için farklı bir yakla!ıma gereksinim duyulmu nin dışmerkezini göstermekte- ilk hareket sırasında ilk hare- integral (0, t ) alınır. t , 3 saKanamori (2005), Nakamura (1988) hem de Allen ve Ka 0 0 ketin peryodu yerine hem ortalama dir. Bu bir nedenle kaynağa yakın edilmesiyle cihazın içine dâhil olası gecikmeleri en niyeye aza indirgeyece"i belirtilmi!tir. ayarlanmıştır. Parseval peryodun tanımlanması önemlialanlarda erken faydalanarak geli!tirdi"i yakla!ımla yenitipbirolarak parametre ( =Tau-C) yıl uyarı Allen sağlaya(2011) tarafından sunulan makalede, !u Teoremi an proto •Aynı kullanılarak, birbirleriyle dir. Keza, Nakamura (1988)’nın bilmek ilintili için farklı bir yaklaşıma ilk 3 çok saniyesinden faydalanarak o depremin çalı!an 400 adet depremin sismik cihazın, yakında test kullanıcılardan olu!anbüyüklü"ünü küçük ortalama peryodise P dalgasının tetiklenmesinden 5 gereksinim duyulmuştur. 2005 metodunda 2005). bir gruba uyarı gönderece"i, sistemdatamalandı"ında (Kanamori 2005). Wualarm Kayma hareketinin durdu"u veyaverebilece"i devam etti"i, genel olarak d yılında saniye Kanamori (2005), sonra hemhem yakınkullanılır hem de uzak noktalara bildirilmektedir. ve Kanamori (2005a) Nakamura hareket peryoduna yansır. Küçük ve büyük sarsıntılar sırasıyla kısa Kaliforniya için daha kapsamlı istasyon da"ılımı önererek en iyi sistemin Nakamura (1988) hem de Allen (1988)’nın metodundan modifiye ba!langıç hareketleri üretirler. Bu ba"lamda, ilk hareket sırası kurulabilece"ini de belirtmi!tir. ve Kanamori (2003)‘den faydaedilmiş aşağıdaki işlemi uygulaperyodu yerine ortalama peryodun tanımlanması önemlidir. Keza, N lanarak geliştirdiği yaklaşımla metodunda da ortalama peryod kullanılır (Kanamori 2005). Wu ve u (t ) , düşey bileşen yeni bir2.2. parametre ve Pd mışlardır. Tau-C (( c )=Tau-C) edilmi! a!a"ıdaki (7) Nakamura (1988)’nın metodundan modifiye i!lem sunmuştur. Tau-C depremin ilk yerdeğiştirme kaydı, u (t ) düşey , ’nin frekans spektrumu dir. Burada olu!acak Tayvan’ın do"usundaki yitim zonunda bulunan Hualien Bölgesi’nde depremlerin , dü!ey bile!en yerde"i!tirme kaydı, dü!ey bile!en hız kay 3 saniyesinden faydalanarak o bileşen hız kaydı olmak üzere ortalamasıdır. tespiti ile dı! merkezden 70 km uzaklıktaki bütünr yerle!im alanlarına, özellikle 120 oranı !u !ekilde hesaplanır: depremin büyüklüğünü yansıttır oranı şuyakla!ık şekilde hesaplanır: km uzaklıktaki Taipei !ehrine, 20 saniye öncesinden uyarı yapmanın mümkün dir. Burada uˆ ( f ) , u (t ) ’nin fre(Kanamori 2005). oldu"u ortaya konulmu!tur ("ekil 6) (Hsaio ve di". 2009; Wu ve Kanamori 2005a; Wu 2 Kayma 2007). hareketinin durduğu kans spektrumu , uˆ ( f ) f 2 Bölgesi’nden Fakat 1999 yılında meydana gelen 7,6 büyüklü"ündeki depreminin Hualien veya devam ettiği, genel ola2 uzakta, Tayvan’ın orta kısımlarında olu!ması sebebiyle farklı bir f a" ile ağırlıklandırılmış nin arayı!ına ortaBöylece Tau-C, P dalgasının ba!langıç kısmını rak depremin başlangıç haregidilmi!tir. CWB (Central Weather Bureau=Tayvan Merkezi Meteoroloji Bürosu), VSN olarak kullanılır (Kanamori 2005; Wu ve Kan ket peryoduna yansır. Küçük ve lamasıdır. (6) (Virtual Sub-Network=Sanal Alt-A") tasarımı ile güvenilir büyüklük saptaması ve erken Tau-C’nin deprem büyüklü"ünün tespitinde iyi ve Kanamori (2005a)yılların tarafından, Sato ve Hira uyarı arasında optimize edilmi! bir çözüm arayı!ında olmu!tur. 2000’li ba!ında ("ekil 9) ile ileçembersel sonuçlandırılan dalga formları devreye alınan VSN metodu, tetiklenen ilk ba!langıç istasyonunzamanı 60 km zamanıuza"ındaki arasında integra Burada, P dalgasının anından itibaren ilk 3 saniye içindeki dalga istasyonları hesaplama dı!ında bırakması, di"er bir de"i!le sadece dı!merkeze yakın 60 3 saniyeye ayarlanmı!tır. Parseval Teoremi kullanılarak, formlarına benzerlikleri göze çarpmaktadır. Ye km mesafe içindeki sismik istasyonların odak ve büyüklük hesaplamasına Tau-C de"erlerinin büyüklükkatılması, de"erlerine kar!ıl Mw>6,5’den satüre ve oldu"u gör sistemin bu alan içinde uyarı sa"layamamasına sebep Tau-C’nin olmaktadır ("ekil sonra 7) (Hsaio bir depremin ba!langıç kaydının ilk üç di". 2009; Wu ve Teng 2002) . depremlerin kolaylıkla tahmin edilebilece"ini g 20 Eylül 1999 tarihindeki Chi-Chi depreminin lokasyonuna e! bir noktada, Tayvan’ın de"eri alınırsa, uzun orta kısımlarında olu!acak olası bir deprem, 145 km Daha uzaklıktaki Taipei !ehrinedaha 20 büyük amacınaülke uygungenelinde ve pratik olmadı" Bunauyarı kar!ılık, saniyeden daha fazla bir uyarı zamanı kazandıracaktır.erken edilen bu sonuca kar!ılık, 2,8$M$8,0 beklenecek erken uyarı süreleri "ekil 8’de verilmi!tir.elde %ekildeki siyah yıldız Chi-Chi kullanılarak elde edilen çözümlerde, Mw>7, depreminin dı!merkezini göstermektedir. Bu nedenle kayna"a yakın alanlarda erken olmadan Tau-C‘nin arttı"ı belirlenmi!tir. Bu bi Şekildepremlerin 8: 20duyulmu!tur. Eylül 1999 Chi-Chi uyarı sa"layabilmek için farklı bir yakla!ıma gereksinim 2005 yılında dalga formlarının benzerlikleri, ili!kinindışmerkezine büyükbenzer depremler için de kull Kanamori (2005), hem Nakamura (1988) hem dedepreminin Allen vedahaKanamori (2003)‘den konumda 2005).oluşabilecek olası bir depreme göreWu hesaplanan erkensunmu!tur. uyarı zamanları Kanamori (2008a) deprem erken uyarı Tau-C faydalanarak geli!tirdi"i yakla!ımla yeni bir parametre ( ve =Tau-C) dalgasının ba!langıcından faydalanarak S da (Wu ve Kanamori, 2005a) depremin ilk 3 saniyesinden faydalanarak o depremin büyüklü"ünü yansıttır (Kanamori sarsıntıyı veya gücü tahmin etmek, ikincisinin 2005). tayini yapmak oldu"unu belirtirler. Sarsıntının Kayma hareketinin durdu"u veya devam etti"i, genel olarak ba!langıç en büyük ivmedepremin (PGA), en büyük hız (PGV) ve edilir. #vme hareket peryoduna yansır. Küçük ve büyük sarsıntılar sırasıyla kısakaydının ve uzunintegralinin peryodlu alınmas tekrarlanmasıyla da yerde"i!tirme kaydı eld ba!langıç hareketleri üretirler. Bu ba"lamda, ilk hareket sırasında ilk hareketin dalgasının ba!langıcından belirli bir süreye kad peryodu yerine ortalama peryodun tanımlanması önemlidir. Nakamura (1988)’nın büyükKeza, genli"inden elde edilen Pd parametresi metodunda da ortalama peryod kullanılır (Kanamori 2005). Wu ve Kanamori (2005a) PGV’nin tahmin edilebilece"ini belirtmi!lerdi Nakamura (1988)’nın metodundan modifiye edilmi! a!a"ıdaki i!lemi uygulamı!lardır. , dü!ey bile!en yerde"i!tirme kaydı, oranı !u !ekilde hesaplanır: 68 Kasım - 2012 Burada, P dalgasının ba!langıç zamanı ile içinde yerde"i!tirme kaydından elde edilen Ayrıca, hız hızlıkaydı ve güvenilir büyüklük tayin dü!ey bile!en olmak bir üzere parametresinden faydalanılması gerekti"ini de Tau-C ve Pd ("ekil 11) metodunda veri-i!lem geli!lerinin i!aretlenmesiyle ba!lanır. Her sinyallerinin elde edilmesi için, dü!ey bile! integrali alınır. #ntegral i!lemi sonrası olu!an d kaldırılması için bu veriler kesme frekansı 0,0 geçi!li filtreyle süzgeçlenir. P dalgasının tes (6) penceresi (3 saniye) arasında integral alınır. E www.jeofizik.org.tr oranı hesaplanır. denklem 1’de kullanarak zamanı arasında integral alınır. , (7) Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI dir. Burada ortalamasıdır. , ’nin frekans spektrumu , ile a"ırlıklandırılmı! nin satürasyon belirtisi olmadan ivme kayıtlarının P faz gelişleriTau-C‘nin arttığı belirlenmiştir. nin işaretlenmesiyle başlanır. Bu bilgi kazanımı ve Şekil 9’da Her bir kayda ait hız ve yerdedikkati çeken depremlerin dalga ğiştirme sinyallerinin elde (8) edil (8) formlarının benzerlikleri, ilk 3 mesi için, düşey bileşen ivme kayıtlarının iki kere saniye içinde elde edilecek bir temsil Böylece Tau-C, P dalgasının ba!langıç kısmının peryodunu eden art bir arda parametre integrali alınır. İntegral işlemi ilişkinin büyük depremler olarak kullanılır (Kanamori 2005; Wudaha ve Kanamori 2005a; Wu ve Kanamori 2008a). Böylece Tau-C, P dalgasının için de kullanılabileceğini gös- sonrası oluşan düşük frekanslı Tau-C’nin deprem büyüklü"ünün tespitinde iyi bir ölçü oldu"unun gösterilmesinde Wu başlangıç kısmının peryodunu termektedir (Kanamori 2005). ortadan ve Kanamori (2005a) tarafından, Sato ve Hirasawa (1973)’nınsapmaların kinematik (drift) kaynak modelikaltemsil bir sonuçlandırılan parametre ola- dalga formları kullanılmı!tır. Burada, dırılması deprem için bu veriler kesme ("ekil eden 9) ile ba!langıç Wu ve Kanamori (2008a) deprak kullanılır (Kanamori anından itibaren ilk 3 2005; saniye içindeki dalga formlarının Mw>6,5 frekansı depremlerin 0,075 Hz olan dalga tek-yollu rem erken uyarının iki önemlidalgaformları ile hesaplanan Wu ve Kanamori 2005a; göze Wu çarpmaktadır. formlarına benzerlikleri Yerde"i!tirme Butterworth yüksek-geçişli filtamacından birincisinin, P "ekil dal- 10’da verilmi!tir. %ekilde, ve Kanamori 2008a). büyüklük Tau-C’nin de"erlerine kar!ılık çizimi Tau-C de"erlerinin reyle süzgeçlenir. P dalgasının gasının başlangıcından fayda-Bu kinematik kaynak modeli, deprem büyüklüğünün Tau-C’nin Mw>6,5’dentespitinsonra satüre oldu"u görülmektedir. tespit edilen başlangıç anından lanarakilk S dalgasının herhangikullanılarak 6,5’den küçük de bir ölçü olduğunun bir iyidepremin ba!langıçgöskaydının üç saniyesinin bir sahada yaratacağı sarsıntıyı (Wu t 0 zaman penceresi (3 saniye) depremlerin Wu kolaylıkla tahmin edilebilece"ini göstermektedir ve Kanamori 2005a). terilmesinde ve Kanamori (2005a) tarafından, Sato ve veya gücü tahmin etmek, ikin- arasında integral alınır. Elde de"eri alınırsa, dahade büyük edilebilece"ivefakat Daha uzun(1973)’nın cisinin hızlı vedepremlerin güvenilir bir tahmin edilen yerdeğiştirme hız veHirasawa kinemaerken uyarı amacına uygun ve pratik olmadı"ı belirtilmi!tir. Fakat sentetik verilerden şekilde büyüklük tayini yapmak rilerini denklem 1’de kullanarak tik kaynak modeli (Şekil 9) ile elde edilen budalga sonuca kar!ılık, 2,8$M$8,0 arasında de"i!en 23 deprem 131 kayıt olduğunu belirtirler. Sarsıntının hesaplanır. denkr oranı r ’nin sonuçlandırılan formları kullanılarak elde edilen çözümlerde, Mw>7,0 depremlerde bir satürasyon belirtisi kullanılmıştır. Burada, deprem gücü pratikte üç bileşenden elde lem 3’de yerine konulmasıyla da olmadan Tau-C‘nin arttı"ı belirlenmi!tir. Bu bilgi kazanımı ve "ekil 9’da dikkati çeken başlangıç anından itibaren ilk edilen en büyük ivme (PGA), en Tau-C değerleri elde edilir. Wu depremlerin dalga formlarının benzerlikleri, ilk 3 saniye içinde elde edilecek bir 3 saniye içindeki dalga formla- büyük hız (PGV) ve en büyük ve Kanamori (2005a, 2005b, ili!kinin daha büyük depremler için de kullanılabilece"ini göstermektedir (Kanamori rının Mw>6,5 depremlerin dalga yerdeğiştirme (PGD) ile temsil 2008b) ve Wu ve diğ. (2006, 2005). edilir.erken İvme kaydının tarafından, Güney Kaliformlarına benzerlikleri göze Wu ve Kanamori (2008a) deprem uyarınınintegralinin iki önemli 2007) amacından birincisinin, P alınması ile hız, integralin bir forniya, Tayvan ve Japonya’da çarpmaktadır. Yerdeğiştirme daldalgasının ba!langıcından faydalanarak S dalgasının herhangi bir sahada yarataca"ı kez daha tekrarlanmasıyla Tau-C bir ve !ekilde Pd parametrelerinin gaformları hesaplanan Tau-Cetmek, sarsıntıyı ile veya gücü tahmin ikincisinin de hızlı vedagüvenilir büyüklük yerdeğiştirme kaydı elde edilir. tespitine yönelik çalışmalar değerlerinin büyüklük değerletayini yapmak oldu"unu belirtirler. Sarsıntının gücü pratikte üç bile!enden elde edilenyaWu ve Kanamori (2008a) P dalpılmıştır. Şekil 12’de rine karşılıkivme çizimi(PGA), Şekil en 10’da en büyük büyük hız (PGV) ve en büyük yerde"i!tirme (PGD) ile Tau-C temsil ve gasının alınması başlangıcından belirli integralin Mw arasında bir doğrusal edilir. #vme kaydının integralinin ile hız, bir iyikez daha verilmiştir. Şekilde, Tau-C’nin kadar kaydedilen tekrarlanmasıyla da yerde"i!tirme kaydı elde edilir. düWu ilişki ve olduğu Kanamori (2008a) PDüz görülmektedir. Mw>6,5’den sonra satüre oldu- bir süreye dalgasının ba!langıcından belirlişey biryerdeğiştirmenin süreye kadar kaydedilen en büyük dü!ey çizgi enyerde"i!tirmenin küçük kareler ile fiten edilğu görülmektedir. Bu kinematik büyük genli"inden elde edilen Pd parametresini kullanarak, o lokasyonda kaydedilecek genliğinden elde edilen Pd pamiş doğruyu, kesik çizgiler ise kaynak modeli, bir depremin rametresini kullanarak, o lokasbirer penceresi standart sapmasını gösbaşlangıç üç saniyetahmin ilk edilebilece"ini belirtmi!lerdir. Pd, bir zaman ( =3 sn) PGV’nin kaydının sinin kullanılarak 6,5’den küçük yonda kaydedilecek PGV’nin terir. Semboller kayıt sırasına içinde yerde"i!tirme kaydından elde edilen en büyük de"erdir (Wu ve Zhao 2006). edilebileceğini belirtmiş- göre ortalaması alınarak göstedepremlerin tahminbir tahmin Ayrıca, hızlıkolaylıkla ve güvenilir büyüklük tayini için de yukarıda bahsi geçen Tau-C lerdir. Pd, bir de zaman penceresi Potansiyel olarak zarar edilebileceğini göstermektedir parametresinden faydalanılması gerekti"ini belirtirler (Wu rilmiştir. ve Kanamori 2008a). da Tau-C de"erleri elde edilir. Wu ve Kanam verici, yıkıcı depremlerin Tau-C (Wu ve ve Kanamori 2005a). Tau-C Pd ("ekil 11) metodunda veri-i!leme dü!ey bile!en(2006, ivme2007) kayıtlarının P faz tarafından, Güney Kaliforniya ( t 0 =3 sn) içinde yerdeğiştirme değerlerinin saniyeden parametrelerinin tespitine büyük yönelik çalı!malar geli!lerinin i!aretlenmesiyle kaydından ba!lanır. elde Her edilen bir en kayda hız ve 1 yerde"i!tirme büyük aitarasında iyisn) bir do"rusal ili!ki oldu"u görülme (Tau-C>1 olduğu dikkat çedeğeri alınırsa, için, dü!ey bile!en ivme kayıtlarının Daha uzun t 0 elde sinyallerinin edilmesi art arda iki kere değerdir (Wu ve Zhao 2006). edilmi! do"ruyu, kesik çizgiler ise birer stan Doğrusal ilişkiortadan neticesindaha büyük depremlerin integrali alınır. #ntegraltahmin i!lemi sonrası olu!an dü!ük frekanslı kicidir. sapmaların (drift) Ayrıca, hızlı ve güvenilir bir bü- sırasına göre ortalaması alınarak gösterilmi!t de büyüklük tahminiyüksekaşağıdaki kaldırılması için veriler Butterworth edilebileceği fakat bu erken uyarıkesme frekansı 0,075 Hz olan tek-yollu yüklük tayini için de yukarıda depremlerin Tau-C de"erlerinin 1 saniyeden b denklemde verilmiştir. Do"rusal ili!ki neticesinde büyüklük tahmini a! amacına uygun ve pratik olmabahsi geçen Tau-C parametrezaman geçi!li filtreyle süzgeçlenir. P dalgasının tespit edilen ba!langıç anından dığı belirtilmiştir. Fakat sentetik sinden faydalanılması gerektiğipenceresi elde (3 saniye) arasında verilerden edilen bu sonu- integral alınır. Elde edilen yerde"i!tirme ve hız verilerini ni dehesaplanır. belirtirler (Wu ve Kanamori oranı ’nin denklem 3’de yerine konulmasıyla denklem 1’de kullanarak ca karşılık, 2,8≤M≤8,0 arasında 2008a). "ekil 13, üç bölgeden seçilmi! 54 adet depr değişen 23 deprem 131 kayıt az olan toplam 780 kayıt kullanılarak elde (9) kullanılarak elde edilen çözüm- Tau-C ve Pd (Şekil 11) meto- ili!kiyi göstermektedir. Düz çizgi en küçük 7 sapmasını g lerde, Mw>7,0 depremlerde bir dunda veri-işleme düşey bileşen kesik çizgiler ise birer standart Geçmi! çalı!malardan alınan deneyimler netic PGV de"eri zarar verici seviye olarak alına Kanamori 2008a). PGV de"erinin tahmini am JEOFİZİK BÜLTENİ ili!ki neticesinden elde edilen denklem !u !ek 69 www.jeofizik.org.tr Konu Dışı Makaleler Şekil 9: Sato ve Hirasawa (1978)’nın kinematik kaynak modelinden elde edilen yer değiştirme dalgaformları (Wu ve Kanamori, 2005a) Şekil 10: Sato ve Hirasawa (1978) modelinin yer değiştirme dalga formları ile hesaplanan Tau-C değerleri (Kanamori, 2005) Şekil 11: P fazının tespitinin ardından ilk üç saniye içinde hesaplanan Tau-C ve Pd’nin 2007 Niigata Chuetsu-Oki depremine ait düşey bileşen ivme, hız ve yer değiştirme kayıtları üzerinde gösterimi (Wu ve Kanamori, 2008a) Şekil 12: Tau-C ile Moment Büyüklük (Mw) arasındaki ilişki (Wu ve Kanamori, 2008a) 70 Kasım - 2012 www.jeofizik.org.tr Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI Şekil 13: Üç saniyelik Pd ile PGV arasındaki doğrusal ilişki (Wu ve Kanamori, 2008a) Şekil 13, üç bölgeden seçilmiş Özet olarak Tau-C>1 sn ve 54 adet depreme ait dış mer- Pd>0,5 cm olduğunda potansikez mesafesi 30 km’den az olan yel olarak zarar verici, genellik• toplam 780 kayıt kullanılarak le büyüklüğü 6,0’dan büyük bir elde edilen Pd ile PGV arasın- depremin o bölgede yaratacağı daki doğrusal ilişkiyi göstermek- seviyenin çok yüksek olduğu tedir. Düz çizgi en küçük kareler kabul edilmiştir. Neticede Tau-C yöntemi ile fit edilmiş doğruyu, ve Pd(2005a, deprem erken uyarı yakda Tau-C de"erleri elde edilir. Wu ve Kanamori 2005b, 2008b) ve Wu ve di". (2006, çizgiler 2007) tarafından, Kaliforniya, Tayvan kullanılan ve Japonya’da kesik ise birer Güney standart laşımında iki Tau-C temelve Pd parametrelerinin tespitine yönelik çalı!malar yapılmı!tır. "ekil 12’de Tau-C ve Mw sapmasını göstermektedir (Wugörülmektedir. parametre olarak kabul arasında iyi bir do"rusal ili!ki oldu"u Düz çizgi en küçükgörmekkareler ile fit edilmi! do"ruyu, kesik çizgiler ise birer te standart sapmasını gösterir. Semboller ve Kanamori 2008a). Geçmiş ve kullanılmaktadır (Shieh kayıt sırasına göre ortalaması alınarak gösterilmi!tir. Potansiyel olarak zarar verici, yıkıcı çalışmalardan deneyimvebüyük diğ. (Tau-C>1 2008; Wu ve Kanamori depremlerin Tau-C alınan de"erlerinin 1 saniyeden sn) oldu"u dikkat çekicidir. Do"rusal ili!ki neticesinde büyüklük tahmini a!a"ıdaki2005b, denklemde verilmi!tir. ler neticesinde, şayet Pd>0,5 2005a, 2008a, 2008b; cm ise o alandaki PGV değeri Wu ve diğ. 2007). Tau-C ve Pd • zarar verici seviye olarak alınan metodu hakkında temel geliş-(9) 20 aştığı belirtilir meleri kısaca aşağıdaki şekilde "ekilcm/sn’yi 13, üç bölgeden seçilmi! 54(Wu adet depreme ait dı! merkez mesafesi 30 km’den az Kanamori olan toplam 2008a). 780 kayıt PGV kullanılarak edilen Pd ile PGV arasındaki do"rusal ve de- elde özetleyebiliriz: ili!kiyi göstermektedir. Düz çizgi en küçük kareler yöntemi ile fit edilmi! do"ruyu, ğerinin tahmini Pdsapmasını ile kesik çizgiler ise amacıyla, birer standart (WuWu ve Kanamori 2008a). • göstermektedir 2005 yılında ve KanaGeçmi!arasındaki çalı!malardandoğrusal alınan deneyimler PGV ilişki neticesinde, !ayet Pd>0,5 cm ise o alandaki Nakamura’nın PGV de"eri zarar verici seviye olarak alınanmori 20 (2005a), cm/sn’yi a!tı"ı belirtilir (Wu ve neticesinden elde denkKanamori 2008a). PGVedilen de"erinin tahmini amacıyla, Pd ile PGV arasındaki do"rusal 1988 yılında yaptığı çalışma ili!ki şu neticesinden elde edilen denklem !u !ekildedir; lem şekildedir; ile Allen ve Kanamori’nin (10) 2003 yılındaki metodlarının geliştirilmesine çalışmışlar Özet olarak Tau-C>1 sn ve Pd>0,5 cm oldu"unda potansiyel olarak dır. P dalgasının ilk 3 zarar sani-verici, (10) genellikle büyüklü"ü 6,0’dan büyük bir depremin o bölgede yarataca"ı seviyenin çok faydalarak yeni bir yüksek oldu"u kabul edilmi!tir. Neticede Tau-C yesinden ve Pd deprem erken uyarı yakla!ımında kullanılan iki temel parametre olarak kabul görmekte ve kullanılmaktadır (Shieh ve di". 2008; Wu ve Kanamori 2005a, 2005b, 2008a, 2008b; Wu ve di". 2007). Tau-C ve Pd metodu hakkında temel geli!meleri kısaca a!a"ıdaki !ekilde özetleyebiliriz: •2005 yılında Wu ve Kanamori (2005a), Nakamura’nın 1988 yılında yaptı"ı çalı!ma ile Allen ve Kanamori’nin 2003 yılındaki metodlarının geli!tirilmesine çalı!mı!lardır. P www.jeofizik.org.tr dalgasının ilk 3 saniyesinden faydalarak yeni bir parametre olan Tau-C parametresini sunmu!lardır. •2006 yılında Wu ve Zhao (2006), Güney Kaliforniya verilerini kullanarak Pd parametresi ile dı!merkez mesafesi ve manyitüd arasındaki ili!kinin ara!tırmasını yapmı!lar P manyitüd olarak adlandırarak Güney Kaliforniya için bir maniyüd ba"ıntısı parametre olan Tau-C parametresini sunmuşlardır. 2006 yılında Wu ve Zhao (2006), Güney Kaliforniya verilerini kullanarak Pd parametresi ile dışmerkez mesafesi ve manyitüd arasındaki ilişkinin araştırmasını yapmışlar Pd manyitüd olarak adlandırarak Güney Kaliforniya için bir maniyüd bağıntısı sunmuşlardır. 2007 yılında Wu ve diğ. (2007), deprem erken uyarı parametreleri Tau-C ve Pd değerlerinin, Güney Kaliforniya için saptanması üzerine bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmada P dalgasının ilk 3 saniyesine bakılmıştır. Güney Kaliforniya için Tau-C-Büyüklük arasında bir ilişki, Güney Kaliforniya ve Tayvan için de Pd-PGV arasında bir ilişki tespit et- 71 JEOFİZİK BÜLTENİ Konu Dışı Makaleler mişlerdir. İstasyon sıklığı ve istasyon sayısındaki artışın erken uyarı tespitini güçlendireceği belirtilmiştir. • • • 2008 yılında Wu ve Kanamori (2008a) tarafından Tau-C ve Pd konusunda yapılan çalışmada, Japonya, Tayvan ve Güney Kaliforniya verilerini kullanmışlardır. Bu veriler ışığında, Pd değerinin 0,5 cm’i aşması durumunda o sahada PGV değerinin zarar verici seviyeyi (yaklaşık 20 cm/sn) aştığı belirtilir. Ayrıca en az 4 istasyonla hesaplanan Tau-C ortalaması ile elde edilen büyüklük hatası ±0,4 birim verilmiştir. 2008 yılında Shieh ve diğ. (2008) tarafından yapılan çalışmada ise en az 6 kayıt fakat farklı kutup sayıları içeren süzgeç kullanarak Mw‘e ait sapma payını ±0,36 birim verilmiştir. 2011 yılında Shieh ve diğ. (2011) yapısal görüntülemede kullanılan 4 katlı bir binada kurulmuş ivme cihazlarıyla Tau-C ve Pd metodu test edilmiştir. Neticede Tau-C’nin yapılarda kurulu cihazları kullanarak oluşturulabilecek bir erken uyarı sistemine uygun olmadığı fakat Pd’nin depremin yıkıcılığını belirlenmesi açısından iyi bir gösterge olacağı belirtilmiştir. 3. Sonuçlar- Öneriler Amerika Birleşik Devletleri ve Tayvan’da uygulanan, sırasıyla Tau-P-max ve Tau-C metodla- rı uzun süreli test çalışmaları ardından uygulamaya konulan yöntemlerdir. İki metodun sunulmasında Kanamori’nin katkısı büyüktür (Allen ve Kanamori 2003; Wu ve Kanamori 2005a). Peryod parametreleri olan her iki metot da gelen deprem sinyalinin başlangıcından itibaren ilk birkaç saniyesinden faydalanarak hızlı büyüklük tahmini yaparlar. Tau-P-max metodu 2 ve 4 saniyelik kısımları kullanırken, Tau-C metodu 3 saniyelik veri boyuyla ilgilenir. Bu süre içinde, bölgesel veriler kullanılarak önceden çıkarılan peryodmanyitüd arasındaki doğrusal ilişkilerden faydalanarak da kısa süre içinde tahmini büyüklük değeri verirler. Hem güney Kaliforniya hem de Tayvan için ortalama mutlak değer büyüklük hataları yaklaşık 0,5 birimden az olarak verilir (Brown ve diğ. 2009; Lockman ve Allen 2007; Shieh ve diğ. 2008). Bu tarz yerinde saptamaya yönelik erken uyarı yöntemlerinin, deprem zararlarının en aza indirgenmesi açısından faydalı olacağı kesindir. Yapılan çalışmalardan çıkan sonuçları gözönünde bulundurduğumuzda, daha hızlı ve doğru büyüklük tahmininin yapılabilmesi için aşağıda özetlenenen konulara önem verilmesi gerektiğine inanıyoruz. a) İstasyon sayısının arttırılması ve sıklaştırılması: Bu yapılanma deprem oluş zamanının hızlı tespitinin yanında, hızlı lokasyon tayini ve büyüklük saptamasına önemli katkı sağlayacaktır. Böylece sıklaştırılmış istasyon dağılımı yardımıyla hem erken uyarı süresi arttırılmış olacak hem de daha çabuk deprem acil bilgilendirmesi sağlanacaktır. b) Aynı istasyon bünyesinde hem ivme hem de hızölçerin kurulması: Tau-P-max ve Tau-C hesaplamalarında ortak olarak kullanılan düşey bileşen hız kayıtları olup, Tau-P-max’da ivme, Tau-C’de yerdeğiştirme verileri yardımıyla peryod hesaplamaları sağlanmaktadır (Allen ve Kanamori 2003; Wu ve Kanamori 2005a). Bu sebeple hem işlem hızının arttırılması hem de hız kaydından/ivme kaydından dönüşüm sırasında oluşabilecek hataların azaltılması çok önemlidir. Böylece tek bir kayıttan yola çıkılarak yapılacak tüm dönüşümler yerine hem hızölçer hem de ivmeölçer kullanmak daha hızlı ve pratik olacaktır. Keza her iki cihazda duruma bağlı olarak ayrı ayrı da kullanılabilinir. İstasyon yakınında oluşabilecek bir depremden ötürü zayıf yer hareketi cihazlarından (hızölçerler) alınan kayıtlarda kırpılma-kesilme (clipper) görülebilir. Aksi şekilde uzak depremlerin algılanmasında ivmeölçerler zayıf kalabilir. Bu sebeplerden ötürü bir erken uyarı istasyonunda hem ivmeölçerin hem de kısa ve/veya uzun peryodlu hızölçerlerin mevcudiyeti önem arz edecektir. c) İstasyonlarının düzgün işletilmesi ve sağlıklı verilerin elde edilmesi: Uzun süreli ve sağlıklı sürdürülen istasyon işletimi neticesinde istasyonların karakteristik davranışı tespit 72 Kasım - 2012 www.jeofizik.org.tr Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI edilebilir. Hem tek istasyondan büyüklük tayini yapılmasına yardımcı olacak hem de odak mesafesi-P genliği-hâkim per- yod arasındaki bölgesel sönümlenme ilişkisinin (Lockman ve Allen 2005) çıkarılmasına da destek verecektir. Dolayısıyla da hızlı büyüklük tahmininin yanında odak ve dışmerkez mesafesinin de hızlı bir şekilde tesbiti sağlanabilecektir. KAYNAKLAR Alcik, H., Ozel, O., Apaydın, N. ve Erdik, M. 2009. A study on warning algorithms for Istanbul earthquake early warning system, Geophysical Research Letters 36, L00B05. Allen, R. M. 2004. The Many Facets of Seismic Risk, Editors M. Pecce, G. Manfredi ve A. Zollo, Universita degli Studi di Napoli Federico II Napoli Italy, 15-24. Allen R.M. 2007. Earthquake Early Warning Systems, Editors P. Gasparini, G. Manfredi, J. Zschau, Springer 21-4, ISBN-13 978-3-540-72240-3. Allen, R.M. 2011. Seconds the big one, Earthquake detection systems can sound the alarm in the moments before a big tremor strikes-time enough to save lives. Scientific American Magazine, April 75-79. Allen, R.M., Gasparini, P., Kamigaichi, O. ve Böse, M. 2009. The Status of Earthquake Early Warning around the Worls: An Introductory Overview, Seismological Research Letters 80 (5), 682-693. Allen, R.M., Kanamori, H. 2003. The potential for earthquake early warning in southern California, Science 300, 786-789. Ashiya, K. 2004. Earthquake alarm systems in Japan railways, Journal of Japan Association Earthquake Engineering 4 (3), 112–117. Böse, M. 2006. Earthquake Early Warning for Istanbul using Artificial Neural Networks, Doktora Tezi, Karlsruhe Universitesi (TH), Karlsruhe, Almanya. Böse, M., Wenzel, F. ve Erdik, M. 2008. PreSEIS: A Neural Network-Based Approach to Earthquake Early Warning for Finite Faults, Bulletin of the Seismological Society of America 98, 1, 366–382. Brown, H.M., Allen, R.M. ve Grasso, V. 2009. Testing ElarmS in Japan, Seismological Research Letters 80 (5), 727739. Brown, H. M., Allen, R.M., Hellweg, M., Khainovski, O., Neuhauser, D. ve Souf, A. 2011. Development of the ElarmS methodology for earthquake early warning: Realtime application in California and offline testing in Japan”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 31, 188-200. Clark, S.P.Jr. 1971. Structure of the Earth, Prentice-Hall Inc 88. Cua, G., Heaton, T. 2007. The Virtual Seismologist (VS) method: A Bayesian Approach to Earthquake Early Warning, in Earthquake Early Warning Systems, ed. P. Gasparini, G. Manfredi ve J. Zschau, 97-132, Berlin and Heidelberg: Springer. Cua, G., Fischer, M., Heaton, T. ve Wiemer, S. 2009a, Real-time Performance of the Virtual Seismologist Eartquake Early Warning Algorithm in Southern California, Seismological Research Letters 80 (5), 740-747. Cua, G., Fischer, M., Heaton, T. ve Wiemer, S. 2009b, WP2 Task 2.4: Implementing the Virtual Seismologist Expert System, poster , III. SAFER meeting 3-5 Haziran, Postam, Almanya. Erdik, M., Fahjan, Y., Ozel, O., Alcik, H., Mert, A. ve Gul, M. 2003. Istanbul Earthquake Rapid Response and the Early Warning System, Bulletin of Earthquake Engineering 1, 157-163. Espinosa-Aranda, J.M., Jimenez, A., Ibarrola, G., Alcantar, F., Aguilar, A., Inostroza, M. ve Maldonado, S. 1995. Mexico city seismic alert system, Seismological Research Letters 66, 42-53. Espinosa-Aranda, J.M., Cuellar, A., Rodriguez, F.H., Frontana, B., Ibarrola G., Islas, R. ve Garcia, A. 2011. The Seismic Alert System of Mexico (SASMEX): Progress and its current applications, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 31, 154-162. Harben, P.E. 1991. Earthquake alert system feasibility study, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, UCRL-LR-109625. 73 www.jeofizik.org.tr JEOFİZİK BÜLTENİ Konu Dışı Makaleler Hsiao, N.C., Wu, Y.M., Shin, T.C., Zhao, L. ve Teng T.L. 2009. Development of earthquake early warning system in Taiwan, Geophysical Research Letters 36, L00B02. Hohnecker, E., Buchmann, A., Wenzel, F., Titzschkau, T. Usländer, Th. ve Hilbring, D. 2011. Earthquake Early Warning System for Railways, 3rd International Conference on Railway Engineering and The 1st Asia Pacific Rail Conference (IRCE & APRC 2011, Hong-Kong, China, April 14-16. Iervolino, I., Convertito, V., Giorgio, M., Manfredi, G. ve Zollo, A. 2006. Real-Time Hazard Analysis for Earthquake Early Warning, 1st ECEES a joint event of the 13th ECEE & 30th General Assembly of the ESC, paper No.850, GenovaSwitzerland, 3-8 September. Kamigaichi, O. 2004. JMA–Earthquake Early Warning, Journal of Japan Association for Earthquake Engineering, 4 (3), 134-137. Kamigaichi, O., Saito, M., Doi, K., Matsumori,T., Tsukada, S., Takeda,K., Shimoyama,T., Nakamura,K., Kiyomoto, M. ve Watanabe, Y. 2009. Earthquake Early Warning in Japan: Warning the General Public and Future Prospects, Seismological Research Letters 80 (5), 717-726. Kanamori, H. 2005. Real-time seismology and earthquake damage mitigation, Annual Review of Earth and Planetary Sciences 33, 195-214. Köhler, N. 2010. Real-time Information From Seismic Network, Doktora Tezi, Karlsruhe Universitesi (TH), Karlsruhe, Almanya. Köhler, N., Wenzel, F., Erdik, M., Alcik, H. ve Mert, A. 2009. Earthquake early warning performance tests for Istanbul. Geophysical Research Abstracts Vol. 11, EGU General Assembly 2009-8332. Lockman A.B., Allen, R.M. 2005. Single-Station Earthquake Characterization for Early Warning, Bulletin of the Seismological Society of America 95 (6), 2029-2039. Lockman A.B., Allen, R.M. 2007. Magnitude-Period Scaling Relations for Japan and the Pacific Northwest: Implications for Earthquake Early Warning, Bulletin of the Seismological Society of America 97 (1B), 140-150. Nakamura, Y. 1988. On the urgent earthquake detection and alarm system (UrEDAS), 9th World Conference on Earthquake Engineering, 673-678, August 2-9. Olson, E.L., Allen, R.M. 2005. The deterministic of earthquake rupture, Nature 438, 212-215. Peng, H., Wu, Z., Wu, Y.M., Yu, S., Zhang, D. ve Huang, W. 2011. Developing a prototype earthquake early warning system in the Beijing Capital Region, Seismological Research Letters 82, 394-403. Satriano, C., Elia, L., Martino, C., Lancieri, M., Zollo, A. ve Iannaccone, G..2011. PRESTo, the earthquake early warning system for Southern Italy: Concepts, capabilities and future perspectives, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 31, 137–153. Sato T, Hirasawa T. 1973. Body wave spectra from propaging shear cracks. Journal of Physics of the Earth 21, 41531 Shieh, J.T., Wu, Y.M. ve Allen R.M. 2008. A comparison of tc and tp max for magnitude estimation in earthquake early warning, Geophysical Research Letters 35, L20301. Shieh, J.T., Wu, Y.M., Zhao, L., Chao, W.A. ve Wu, C.F. 2011. An examination of TauC-Pd earthquake early warning method using a strong-motion building array, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 31, 240-246. Wald, D.J., Quitoriano, V., Heaton, T.H., Kanamori, H., Scrivner, C.W. ve Worden, C.B. 1999. Trinet-ShakeMaps: Rapid Generation of Peak Ground Motion and Intensity Maps for Earthquakes in Southern California, Earthquake Spectra 15 (3), 537-556. Wenzel, F., Baur, M., Fiedrich, F., Ionescu, C. ve Oncescu, M.C. 2001. Potential of earthquake early warning systems, Natural Hazards 23, 407-416. Wenzel, F., Oncescu, M.C., Baur, M., Fiedrich, F. ve Ionescu, C. 2003. Early Warning Systems for Natural Disaster Reduction, Editors Zschau J and Küppers A.N., Springer, 471-477. Wu, Y.M. 2007. State of the art and progress in the earthquake EWS in Taiwan, The Taiwan-Japan Workshop on the Earthquake Early Warning System, abstract, September 3-4, Taipei, Taiwan. 74 Kasım - 2012 www.jeofizik.org.tr Tau-P-max, Tau-C ve Pd METODLARI Wu, Y.M., Kanamori, H. 2005a. Experiment on an onsite early warning method for the Taiwan early warning system, Bulletin of the Seismological Society of America 95 (1), 347-353. Wu, Y.M., Kanamori, H. 2005b. Rapid assessment of damage potential of earthquakes in Taiwan from the beginning of P waves, Bulletin of the Seismological Society of America 95 (3), 1181-1185. Wu, Y.M., Kanamori, H. 2008a. Development of an earthquake early warning system using real-time strong motion signals, Sensors, 8, 1-9. Wu, Y.M., Kanamori, H. 2008b. Exploring the feasibility of on-site earthquake early warning using close-in records of the 2007 Noto Hanto earthquake, Earth Planets Space 60, 155-160. Wu, Y.M., Kanamori, H., Allen, R.M., Hauksson, E. 2007. Determination of earthquake early warning parameters, τc and Pd , for southern California, Geophysical Journal International 170 (2), 711-717. Wu, Y.M., Teng, T.L. 2002. A virtual subnetwork approach to earthquake early warning, Bulletin of the Seismological Society of America 92 (5), 2008-2018. Wu, Y.M., Yen, H.Y., Zhao, L., Huang, B.S. ve Liang, W.T. 2006. Magnitude determination using initial P waves: a singlestation approach, Geophysical Research Letters 33, L05306. Wu, Y.M., Zhao, L. 2006. Magnitude estimation using the first three seconds P-wave amplitude in earthquake early warning, Geophysical Research Letters 33, L16312. Wurman, G., Allen, R.M. ve Lombard, P. 2007. Toward earthquake early warning in northern California, Journal of Geophysical Research 112, B08311. Zollo, A., Iannaccone, G., Lancieri, M., Cantore, L., Convertito,V., Emolo, A., Festa, G., Gallovic, F., Vassallo, M., Martino, C., Satriano, C. ve Gasparini, P. 2009. Earthquake early warning system in southern Italy: Methodologies and performance evaluation, Geophysical Research Letters 36, L00B07. 75 www.jeofizik.org.tr JEOFİZİK BÜLTENİ
