Rapid determination of earthquake magnitude using ElarmS

Abstract

Deprem Alarm Sistemi, ElarmS, depremler sırasında yaklaşan yer sarsıntısı için uyarı vermek amacıyla tasarlanmıştır. Hız kayıtlarının düşey bileşeninden, P dalga varışının ilk birkaç saniyesindeki frekans içeriğini kullanarak, en yüksek hakim periyot, ?pmax, depremin büyüklüğüyle ölçeklenmek için bulunur. ElarmS'ı offline, büyüklükleri 0.5 ve 5.1 arasında değişen Gökova Körfezi, Türkiye çevresinde olmuş 242 depremle test ettim. Küçük magnitüdlü deprem verilerini Ağustos 2007 ve geçici istasyon verilerinin detaylı olarak incelenmesiyle elde ettim. Daha büyük depremleri ise direkt Ulusal Deprem İzleme Merkezi'nin kataloğundan aldım. 3.0 dan küçük depremler için ?p max ve büyüklük arasında ilişki bulamadım, öte yandan 3.0 dan büyük depremler için ?p max ve büyüklük arasında ölçeklenir ilişki buldum. Gökova için bulduğum bu ilişki California ve Japonya ile uyum gösterdi. Gerçek lokal büyüklük ve ElarmS'la hesaplanan büyüklük arasındaki ortalama büyüklük hatası deprem merkezine en yakın tek istasyon kullanıldığında ? 0.91 civarındaydı. İki yakın istasyon verisi mevcut olduğu zaman hata ? 0.62, altı istasyon verisi mevcut olduğu zaman hata ? 0. 49 a düştü.

Earthquake Alarms Systems, ElarmS, is designed with the goal of providing warning of forthcoming ground shaking during earthquakes. The event magnitude is found to scale with the maximum predominant period, ?p max, which is estimated, using the frequency content of the first few seconds of the P-wave arrival from the vertical component of velocity records. I tested ElarmS offline using 242 earthquakes with magnitudes between 0.5 and 5.1 occurred across The Gulf of Gökova, Turkey. The test data for small magnitude events were obtained from the detailed re-processing of August 2007 with additional data from temporary stations. The larger events were directly taken from NEMC catalogue. I found that events smaller than 3.0 did not have clear relation between ?p max and event magnitude, on the other hand, events with magnitude larger than 3.0 showed a scaling relation between ?p max and event magnitude. The relation obtained for Gokova was consistent with the ones obtained in California and Japan. The average magnitude error between real local magnitude and ElarmS magnitude was about ? 0.91 magnitude units when single closest station to the epicenter was used. Once data from the two closest stations available the error drops to ? 0.62, when six station data available the error drops to ? 0.49.