ISSN: 0131-6230, eISSN: 2312-6965 , DOI: 10.21455/si,
http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25597).
English translation: Seismic Instruments, ISSN:
0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),
https://link.springer.com/journal/11990
Сейсмические
приборы. 2018. Т. 54, № 1, с.29-39.
DOI: 10.21455/si2018.1-3
The metadata in English is presented at the end of the
article!
УДК 550.34
Система
автоматического мониторинга сейсмичности Европейской Арктики
© 2018 г.
А.В. Фёдоров, В.Э. Асминг, З.А. Евтюгина, А.В. Прокудина
Кольский филиал Федерального исследовательского центра
“Единая геофизическая служба РАН”,
г. Апатиты, Мурманская обл., Россия
Автор для переписки: А.В. Федоров, e-mail: AFedorov@krsc.ru
Аннотация
Представлено
описание автоматической системы мониторинга сейсмичности Европейской Арктики,
построенной на основе международной сети сейсмических станций, расположенных в
регионе. Ядро системы – разработанный авторами комплекс программ
автоматического обнаружения и локации сейсмических событий NSDL. Программный
комплекс NSDL предназначен для организации автоматического мониторинга
сейсмической активности какого-либо региона с помощью сети сейсмостанций,
сейсмических групп или отдельных трехкомпонентных сейсмостанций. Описываемая
система имеет два уровня. На первом уровне работают программы обработки данных
одиночных станций, реализующие алгоритмы
детектирования и предварительной локации сейсмических событий по записям отдельных
трехкомпонентных сейсмических станций и сейсмических групп. Второй
уровень – программа ассоциации результатов обработки данных отдельных станций,
которая выполняет совместную локацию по сети станций на основе событий и фаз
сейсмических волн, обнаруженных на первом уровне обработки. NSDL позволяет использовать
набор одномерных слоистых скоростных моделей при локации удаленных событий,
пути распространения волн от которых проходят через участки среды с
различающимися скоростными свойствами. При одностанционной
и совместной (по сети станций) обработке сейсмических событий решения об
истинности или ложности обнаруженных претендентов принимаются на основе
байесовского классификатора, базирующегося на оценке ряда амплитудных, спектральных
и поляризационных параметров. Применение системы для мониторинга сейсмичности в
Арктическом регионе показало высокую достоверность автоматически полученных
результатов, позволило значительно ускорить процесс составления окончательных,
проверенных интерпретатором, каталогов, а также значительно повысить
представительность результирующего бюллетеня
за счет слабых событий. Достигаемая за счет применения описанного комплекса
детализация позволяет по новому взглянуть на развитие и структуру сейсмического
процесса в Европейской Арктике, в частности регистрировать сейсмические
события, связанные не только с тектоническими процессами, но и
процессами деструкции криосферы.
Ключевые
слова: сейсмический мониторинг, сейсмическая
локация, детектирование сейсмических событий, западная Арктика.
Цитируйте
эту статью как: Фёдоров А.В., Асминг В.Э.,
Евтюгина З.А., Прокудина А.В. Система автоматического мониторинга
сейсмичности Европейской Арктики // Сейсмические приборы. 2018. Т. 54,
№ 1. C.29–39. DOI: 10.21455/si2018.1-3
Литература
Асминг В.Э., Фёдоров А.В. Возможности применения автоматического
детектора-локатора сейсмических событий по одиночной станции для детальных
сейсмологических наблюдений // Сейсмические приборы. 2014. Т. 50, №
Асминг В.Э., Кременецкая Е.О., Виноградов Ю.А., Федоров А.В. О применении наивных байесовских классификаторов в
сейсмологии // Сейсмические приборы. 2015. Т. 51, № 4. C.29–40.
Данилов А.В., Антоновская Г.Н., Конечная Я.В. Особенности установки
пунктов регистрации сейсмических событий в Арктическом регионе России //
Сейсмические приборы. 2013. Т. 49, № 3. С.5–24.
Рогожин Е.А., Антоновская Г.Н., Капустян
Н.К. Современное
состояние и перспективы развития системы сейсмического мониторинга Арктики //
Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42, № 1. С.58–69.
Степнов А.А., Коновалов А.В.,
Гаврилов А.В., Манайчев К.А. Автоматическая система на базе Earthworm
для расчёта параметров очага локальных землетрясений в режиме реального времени
// Сейсмические приборы. 2016. Т. 52, № 4. С.14–32. DOI: 10.21455/si2016.4-2
Asming V.E.,
Fedorov A.V. Possibility of using a single three-component station automatic detector–locator
for detailed seismological observations // Seismic Instruments. 2015. V. 51, N
3. P.201–208. DOI: 10.3103/S0747923915030032
Bondár I., North R.
Development
of calibration techniques for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT)
international monitoring system // Phys. Earth Planet. Inter.
1999. V. 113. N 1–4. P.11–24. DOI: https://doi.org/10.1016/S0031-9201(99)00033-3
Freiberger
W.F. An approximate method in signal detection // Quarterly Appl. Math.
1963. V. 20. P.373–378.
Gibbons S.J., Asming V.,
Fedorov A., Fyen J., Kero J., Kozlovskaya E., Kværna T., Liszka L., Näsholm S.P., Raita T., Roth M., Tiira T., Vinogradov Yu. The European Arctic: A
laboratory for seismoacoustic studies // Seism. Res. Lett.
2015. V. 86, N 3. P.917–928. DOI: 10.1785/
0220140230
Kortström J., Uski
M., Tiira T., Korja A. Data processing and analysis system for the Pyhäjoki
seismic network, Report T-86, Institute of Seismology, University of Helsinki.
Helsinki, Finland, 2012. 15 p. ISBN 978-952-10-5063-3
Kortström J., Tiira T., Kaisko O. Automatic data processing
and analysis system for monitoring region around a planned nuclear power plant
// Advances in Geosciences. 2016. V. 41. P.73–81.
DOI:10.5194/adgeo-41-73-2016
Lindblom E. Microearthquake
Study of End-glacial Faults in Northern Sweden, Licentiate thesis, Uppsala
Universitet, Uppsala, Sweden. 2011. URL:
http://uu.diva-portal.org/smash/get/diva 2:456600/FULLTEXT01.pdf
Olivieri
M., Clinton J. An almost fair comparison between Earthworm and
SeisComp3 // Seismol. Res. Lett. 2012. V. 83, N 4. P.720–727.
DOI: 10.1785/0220110111
Ringdal F., Kvaerna
T.
A multi-channel processing approach to real time network detection, phase
association, and threshold monitoring // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1989. V. 79, N 6. P.1927–1940.
Сведения об авторах
ФЁДОРОВ Андрей Викторович – заместитель директора по науке, кандидат
физико-математических наук, Кольский филиал Федерального исследовательского
центра “Единая геофизическая служба РАН”. 184209, г. Апатиты, Мурманская
область, ул. Ферсмана, д. 14. Тел.: +7(81555) 79-494. E-mail:
Afedorov@krsc.ru
АСМИНГ Владимир Эрнестович
– кандидат физико-математических
наук, ведущий научный сотрудник,
Кольский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая
служба РАН”. 184209, г. Апатиты, Мурманская область, ул. Ферсмана, д. 14. Тел.:
+7(81555) 79-365. E-mail: asmingve@mail.ru
ЕВТЮГИНА Зинаида
Анатольевна – кандидат биологических
наук, научный сотрудник, Кольский филиал Федерального исследовательского центра
“Единая геофизическая служба РАН”. 184209, г. Апатиты, Мурманская область, ул.
Ферсмана, д. 14. Тел.: +7(81555) 79-329. E-mail:
zina_evt@mail.ru
ПРОКУДИНА Анжелика Валентиновна – младший научный сотрудник, Кольский филиал Федерального исследовательского
центра “Единая геофизическая служба РАН”. 184209, г. Апатиты, Мурманская
область, ул. Ферсмана, д. 14. Тел.: +7(81555) 79-315. E-mail: prolika@mail.ru
METADATA IN ENGLISH
About the journal
SEISMICHESKIE PRIBORY, ISSN: 0131-6230, eISSN:
2312-6965, DOI: 10.21455/si,
http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25597)
English Translation: Seismic Instruments, ISSN:
0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),
https://link.springer.com/journal/11990
The system of automatic
monitoring of the seismicity
of the European Arctic
A.V. Fedorov, V.E. Asming, Z.A.
Jevtjugina, A.V. Prokudina
Kola Branch of the Geophysical
Survey of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Murmansk region, Russia
Corresponding author: A.V. Fedorov, e-mail:
AFedorov@krsc.ru
Abstract.
The paper describes the automatic system for monitoring the seismicity of the
European Arctic, built on the basis of a network of seismic stations of a
different countries located in the region. The core of the system is the
software package for automatic detection and location of seismic events NSDL
developed by the authors. NSDL is designed to monitor automatically the seismic
activity of a region using a network of seismic stations, seismic arrays or
individual three-component seismic stations. The described system has two
levels. The first level includes single station processing programs that
implement algorithms for detecting and pre-locating seismic events from the
data of individual three-component seismic stations and seismic arrays. The
second level is the program of association of the results of processing for
individual stations performing joint location on the network of stations on the
basis of events and phases of seismic waves detected at the first level of the
processing. NSDL allows to use of a set of
one-dimensional layered velocity models for the location of distant events, the
propagation paths of waves from which cross regions of the medium with
different velocity properties. Decisions on the truth or falsity of the
detected candidate events are made by Bayesian classifiers, based on the
evaluation of a number of amplitude, spectral, and polarization parameters,
both for single-station and joint seismic event processing. The application of
the system for seismic monitoring in the Arctic region showed high reliability
of automatic results, significantly accelerated the process of compiling final
catalogs, verified by analysts, and significantly increased the
representativeness of the resulting bulletin due to weak events. The detailing
achieved through the application of the described system allows us to take a
fresh look at the development and structure of the seismic process in the
European Arctic, in particular, to record seismic events associated not only
with tectonic processes, but also with cryosphere destruction processes.
Keywords: seismic monitoring, seismic
location, seismic event detection, western Arctic.
About
the authors
FEDOROV Andrey Viktorovich − Candidate of Physical and
Mathematical Sciences, Deputy Director for Science, Kola Branch of the
Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences. 184209, Apatity, Murmansk region, Fersman Str. 14. Phone:
+7(81555) 79-494. E-mail: andrey_v_fedorov@inbox.ru
ASMING Vladimir Ernestovich – Candidate of Physical and Mathematical
Sciences, leading researcher, Kola Branch
of the Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences. 184209, Apatity,
Murmansk region, Fersman Str. 14. Phone: +7(81555) 79-365. E-mail:
asmingve@mail.ru
JEVTJUGINA Zinaida Anatolievna – Candidate of
Biolological Sciences, Researcher, Kola Branch of the Geophysical Survey of the
Russian Academy of Sciences. 184209, Apatity, Murmansk region, Fersman Str. 14. Phone:
+7(81555) 79-329. E-mail: zina_evt@mail.ru
PROKUDINA Anzheloka Valentinovna – Researcher, Kola Branch of
the Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences. 184209, Apatity,
Murmansk region, Fersman Str. 14. Phone: +7(81555) 79-315. E-mail:
prolika@mail.ru
Cite this article as: Fedorov A.V., Asming V.E., Jevtjugina Z.A., Prokudina
A.V. The system of automatic monitoring of the seismicity of
the European Arctic. Seismicheskie Pribory, 2018, Vol. 54,
no 1, pp. 29-39. DOI: 10.21455/si2018.1-3 (in Russ.).
English translation of the article
will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print)
1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2019, Volume 55,
Issue 1.