A QPn study for the frequency band between 0.3 and 2.0 hz in Turkey

Abstract

ÖZET Bu çalışmanın amacı QPn değerlerinin frekansa bağlı olarak Türkiye'deki değişiminin incelenmesidir. Çalışmada kullanılan veriler Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KOERİ) ve Belbaşı - Keskin Sismik Dizinim (NDM) bünyesindeki 55 istasyon tarafından kaydedilmiştir. Kullanılan depremler 2000-2004 yıllan arasında meydana gelmiştir. Depremlerin büyüklükleri 4.5 ile 6.4 arasında değişmektedir ve dış merkez (epicenter) uzaklıkları 200km ile 1200 km arasında olan depremler kullanılmıştır. Çalışmada Chun (1986) tarafından geliştirilmiş olan `Extended Reversed Two Station Method (RTSM)` kullanılmıştır. Bu yöntem sadece iki istasyonun iki deprem kaynağı arasında yer alması durumunda uygulanabilmektedir. Veri üzerinde bulunan kaynak ve istasyon etkileri spektral oranlamalarla giderilmiştir. o 10 ye kadar olan azimut değişimleri göz ardı edilmiştir. Türkiye için ortalama QP` değerinin belirlenebilmesi için, 76 adet deprem ve 3300 den fazla deprem kaydı incelenmiştir. İnceleme sonucunda 3300 adet deprem kaydının içinden 1480 adet kaliteli P` fazı tespit edilmiştir. Kaynak-istasyon geometrisi 169 adet kaynak - istasyon çifti oluşturulmasını sağlamıştır. P` ilk varış zamanlan 0 ile 2 Hz arasında incelenmiş ve bu frekans aralığında P` ilk varış zamanlan net olarak okunabilmiştir. İstasyon ağı içinde farklı özellikte istasyonlar bulunmasından dolayı, tutarlılığı sağlamak amacı ile verilerin örnekleme aralıkları 40 örnek/sn olarak değiştirilmiştir. Kaynak - istasyon çiftlerinin belirlenmesinde sinyal/gürültü oram için de bir kriter tespit edilmiştir. QPn fonksiyonunun belirlenmesinde ve spektral yoğunluğun (Power spectral density) saptanmasında `Multitapering` tekniği kullanılmıştır. Sinyal gürültü oram `1` olarak belirtilmiş ve bu değeri altında bulunan kayıtlar işleme dahil edilmemiştir. Bütün parametreler göz önüne alınarak frekansa bağlı yayılım katsayısı [spreading rate coefficient- n(f)] ve soğurulma katsayısı (attenuation coefficient-Y(f)] belirlenmiştir. Türkiye'de gözlenebilecek olan 7.6 - 8.4 km/sn aralığındaki tüm Pn hız değerleri kullanılarak gözlemsel ve sentetik QPn fonksiyonlan frekansa bağlı olarak hesaplanmıştır. Türkiye için ortalama P` hız değeri 7.8km/sn olarak kabul edildiğinde, QP` (f): 28.380 f 11522 olarak bulunmuştur. XII

SUMMARY The aim of this study is to calculate the QPn values for Turkey as a function of frequency. The data used in the study were recorded by Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute (KOERI) and Belbaşı-Keskin Seismic Array (NDIM) which totally consists of 55 stations. The earthquakes recorded at epicentral distances from 200 to 1200 km, within a magnitude range of 4.5-6.4 (during 2000-2004) were selected. In this study, Extended Reversed Two Station Method (RTSM) which was developed by Chun (1986) was used. The method can be applied only when two seismic stations are aligned with two earthquake sources. The influence of source and station is eliminated by calculating the spectral ratios. Azimuthal variation of 10° or less was neglected. In order to calculate the approximate value of QP` for Turkey, 76 events and more than 3300 waveforms were collected. 1480 well-recorded P` phases have been selected from these waveforms. The geometry of the source-station pairs enabled us to form 169 source- station combinations. Pn wave arrivals were best picked in the frequency band of 0-2 Hz. For consistency, we resampled the data to `40` sample/sec to uniform the sampling rates since different types of instruments were used. We used multitapering technique to estimate the power spectral density of the time series and in determining the QP`. In forming the source - station combinations we also determined an additional criteria for the signal to noise ratio. We set this ratio to `1` and eliminated the combinations if it is less than `1`. All things considered, frequency dependent spreading rate coefficient n(f) and attenuation coefficient y(f) were derived. We used the Pn velocity values for Turkey which ranges between 7.6 - 8.4 km/sec during the calculation stages of the observed and synthetic QP` values as a function of frequency. Consequently, the average attenuation model for the average velocity of 7.8 km/sec takes the form of QP` (f): 28.380 f hl522. XI