Odhad detekční schopnosti stanice VRAC s ohledem na seismické jevy registrované v letech 2011 až 2021

HAVÍŘ, Josef. Odhad detekční schopnosti stanice VRAC s ohledem na seismické jevy registrované v letech 2011 až 2021 (Estimation of detection capability of the VRAC station in respect to seismic events recorded in the years 2011 to 2021). Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku. Brno, 2022, vol. 29, 1-2, p. 7-12. ISSN 1212-6209. Available from: https://dx.doi.org/10.5817/GVMS2022-20824.

Basic information

• Original name: Odhad detekční schopnosti stanice VRAC s ohledem na seismické jevy registrované v letech 2011 až 2021
• Name (in English): Estimation of detection capability of the VRAC station in respect to seismic events recorded in the years 2011 to 2021
• Authors: HAVÍŘ, Josef (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
• Edition: Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku, Brno, 2022, 1212-6209.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10505 Geology
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/22:00128135
• Organization unit: Faculty of Science
• Doi: http://dx.doi.org/10.5817/GVMS2022-20824
• Keywords (in Czech): seismické monitorování; indukované seismické jevy; přirozená seismicita; detekční schopnost; stanice VRAC
• Keywords in English: seismic monitoring; induced seismic events; natural seismicity; detection capability; station VRAC
• Tags: rivok
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

Širokopásmová seismická stanice VRAC (Vranov u Brna), provozovaná Ústavem fyziky Země (Masarykova univerzita), je zapojena do různých projektů zaměřených na monitorování seismických jevů. Zásadní je zejména její zapojení do globální sítě Mezinárodního monitorovacího systému CTBTO (Comprehensive Nuclear-Test_ban Treaty Organization). Dále je stanice VRAC také jednou z permanentních širokopásmových stanic České regionální seismické sítě. Data stanice VRAC jsou tak rutinně zpracovávána s ohledem na detekci seismických jevů, jejichž zdroje se nachází v různých epicentrálních vzdálenostech, od lokálních, přes regionální až po teleseismické. Cílem tohoto článku je stručně předvést jednoduchý odhad detekční schopnosti stanice VRAC s ohledem na seismické jevy z různých epicentrálních vzdáleností. Tento jednoduchý odhad detekční schopnosti byl založen na studiu magnitudo-četnostních vztahů. K tomuto účelu byl využit soubor seismických jevů registrovaných stanicí VRAC v letech 2011 až 2021. Zmíněný soubor zahrnuje 52246 seismických jevů, z toho 33161 regionálních jevů, jejichž zdroje se nacházely v regionálních vzdálenostech. tj. do 2000 km, od stanice VRAC. V rámci magnitudo-četnostní analýzy byly pro každou dílčí sadu, obsahující vždy jevy z dané epicentrální vzdálenosti, zjišťovány dva parametry, a to: hodnota nejčetnějšího magnituda Ma a hodnota magnituda Mm v minimu derivace funkce závislosti nelogaritmované četnosti jevů na magnitudu. Hodnota Mm dobře odpovídá tomu místu na klasickém magnitudo-četnostním grafu, kde dochází k tzv. roll-off efektu. Grafy obou sledovaných parametrů (Ma i Mm) ukazují strmý nárůst hodnot v regionálních vzdálenostech, následovaný plochou částí křivky v epicentrálních vzdálenostech 20°až 80°. Velmi zřetelně se projevuje snížená detekční schopnost v zónách seismického stínu, a to jak v zóně spjaté se zónou snížených rychlostí v hlubších partiích zemského nitra (vnější jádro), tak i se zóno snížených rychlostí odpovídající astenosféře. Dosažené výsledky umožňují odhadnout detekční práh stanice VRAC pro jevy v epicentrálních vzdálenostech 20° až 80° na hodnotu v rozmezí od 4,5 do 4,9.

Abstract (in English)

Broadband seismic station VRAC (Vranov u Brna), operated by Institute of physics of the Earth (Masaryk University) is involved in various projects focused on monitoring of the seismic events. Above all, its involvement in the global seismic network of the International Monitoring System CTBTO (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization) is very important. The VRAC station is also one of the permanent broadband stations of the Czech Regional Seismic Network. Thus, the data of the VRAC station is routinely processed in respect to detection of the seismic events situated in various epicentral distances, from local, through regional to teleseismic. This article aims to briefly show a simple estimation of the detection capability of the VRAC station with respect to seismic events from various epicentral distances. Discussed estimation of the detection capability was based on study of the magnitude-frequency relations. For this purpose, the set of seismic events recorded by the VRAC station in the years 2011-2021 was used. This set included 52246 seismic events, 33161 being regional events situated up to epicentral distance of 2000 km from the VRAC station. In the framework of the magnitude-frequency analysis, two parameters were determined for each subset containing events from the particular range of epicentral distances: the most frequent magnitude Ma and magnitude Mm in the minimum of the derived non-log magnitude-frequency function. The value of Mm shows well the point where the roll-off effect occurs on the classical magnitude-frequency graph. The graphs of both observed values (Ma and Mm) show steep increase at regional distances, followed by a flat part of the curve at epicentral distances of 20° to 80°. Low detection capability zones in the distances corresponding to seismic shadows zones connected both with the zone of decreased seismic velocities in the deep parts of the Earth (outer core) and in the asthenosphere are distinctly noticeable. Results of the study allow to estimate the detection threshold of the VRAC station between the magnitude value 4.5 to 4.9 in the case of epicentral distances from 20° to 80°.

Links

• LM2015079, research and development project: Name: Distribuovaný systém observatorních a terénních měření geofyzikálních polí (Acronym: CzechGeo/EPOS)

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR