uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
EVIDENCE OF PRECURSORY PATTERNS IN AGGREGATED TIME SERIES
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, Geophysics. (Geophysics-Seismology)ORCID iD: 0000-0001-7070-8352
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, Geophysics.
2016 (English)In: Bulletin of the Geological Society of Greece, vol. L, 2016, Proceedings of the 14th Intern. Congress, Thessaloniki, May 2016, 2016, Vol. 50Conference paper, Published paper (Refereed)
Abstract [en]

We investigate temporal changes in seismic activity observed in the West Corinth Gulfand North-West Peloponnese during 2008 to 2010. Two major earthquake sequencestook place in the area at that time (in 2008 and 2010). Our aim is to analyse Greekseismicity to attempt to confirm the existence or non-existence of seismic precursorsprior to the strongest earthquakes. Perhaps because the area is geologically andtectonically complex, we found that it was not possible to fit the data well using aconsistent Epidemic Type Aftershock Sequence (ETAS) model. Nor could weunambiguously identify foreshocks to individual mainshocks. Therefore we soughtpatterns in aggregated foreshock catalogues. We set a magnitude threshold (M3.5)above which all the earthquakes detected in the study area are considered as“mainshocks”, and we combined all data preceding these into a single foreshockcatalogue. This reveals an increase in seismicity rate not robustly observable forindividual cases. The observed effect is significantly greater than that consistent withstochastic models, including ETAS, thus indicating genuine foreshock activity withpotential useful precursory power, if sufficient data is available, i.e. if the magnitudeof completeness is sufficiently low.

Abstract [el]

Μελετάμε χρονικές μεταβολές της σεισμικής δραστηριότητας στο Δυτικό ΚορινθιακόΚόλπο και τη Βορειοδυτική Πελοπόννησο κατά τα έτη 2008-2010. Δύο σημαντικέςσεισμικές ακολουθίες σημειώθηκαν στην περιοχή σε αυτή την περίοδο (2008 και 2010).Στόχος είναι να αναλύσουμε τη σεισμικότητα ώστε να επιβεβαιώσουμε την ύπαρξη ή μηπροσεισμικής δραστηριότητας πριν από τους μεγαλύτερους σεισμούς. Λόγω τηςγεωλογικής και τεκτονικής πολυπλοκότητας της περιοχής, δεν ήταν εφικτή η εφαρμογήενός ενιαίου μοντέλου Επιδημικού Τύπου Μετασεισμικών Ακολουθιών (ETAS), ούτε ηαναγνώριση προσεισμών μεμονωμένων κυρίων σεισμών. Επομένως, αναζητήσαμεανάλογα μοτίβα σε ενιαίους καταλόγους προσεισμών. Θέσαμε ένα μέγεθος (Μ3.5)πάνω από το οποίο όλοι οι σεισμοί θεωρούνται “κύριοι”, και συνδυάσαμε τα δεδομέναπου προηγούνται αυτών, σε ένα κοινό κατάλογο. Αναδεικνύεται έτσι μια αύξηση τουρυθμού σεισμικότητας που δεν είναι εμφανής σε μεμονωμένες περιπτώσεις και είναι πιοσημαντική από εκείνη που προβλέπεται από στοχαστικά μοντέλα, όπως το ETAS,υποδηλώνοντας την ύπαρξη προσεισμών που μπορούν να δώσουν τη δυνατότηταπρόγνωσης αν υπάρχει ικανοποιητικό πλήθος δεδομένων, δηλ. αν το μέγεθοςπληρότητας είναι αρκετά χαμηλό.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. Vol. 50
Keyword [en]
Corinth Gulf, Seismicity, Aggregated Foreshock Catalogues
Keyword [el]
Κορινθιακός Κόλπος, Σεισμικότητα, Ενιαίοι Κατάλογοι Προσεισμών
National Category
Natural Sciences Geophysics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-295440OAI: oai:DiVA.org:uu-295440DiVA: diva2:933694
Conference
14th International Congress, Geological Society of Greece, Thessaloniki, May 2016
Available from: 2016-06-07 Created: 2016-06-07 Last updated: 2017-08-21Bibliographically approved
In thesis
1. Seismicity Analyses Using Dense Network Data: Catalogue Statistics and Possible Foreshocks Investigated Using Empirical and Synthetic Data
Open this publication in new window or tab >>Seismicity Analyses Using Dense Network Data: Catalogue Statistics and Possible Foreshocks Investigated Using Empirical and Synthetic Data
2017 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Precursors related to seismicity patterns are probably the most promising phenomena for short-term earthquake forecasting, although it remains unclear if such forecasting is possible. Foreshock activity has often been recorded but its possible use as indicator of coming larger events is still debated due to the limited number of unambiguously observed foreshocks. Seismicity data which is inadequate in volume or character might be one of the reasons foreshocks cannot easily be identified. One method used to investigate the possible presence of generic seismicity behavior preceding larger events is the aggregation of seismicity series. Sequences preceding mainshocks chosen from empirical data are superimposed, revealing an increasing average seismicity rate prior to the mainshocks. Such an increase could result from the tendency of seismicity to cluster in space and time, thus the observed patterns could be of limited predictive value. Randomized tests using the empirical catalogues imply that the observed increasing rate is statistically significant compared to an increase due to simple clustering, indicating the existence of genuine foreshocks, somehow mechanically related to their mainshocks. If network sensitivity increases, the identification of foreshocks as such may improve. The possibility of improved identification of foreshock sequences is tested using synthetic data, produced with specific assumptions about the earthquake process. Complications related to background activity and aftershock production are investigated numerically, in generalized cases and in data-based scenarios. Catalogues including smaller, and thereby more, earthquakes can probably contribute to better understanding the earthquake processes and to the future of earthquake forecasting. An important aspect in such seismicity studies is the correct estimation of the empirical catalogue properties, including the magnitude of completeness (Mc) and the b-value. The potential influence of errors in the reported magnitudes in an earthquake catalogue on the estimation of Mc and b-value is investigated using synthetic magnitude catalogues, contaminated with Gaussian error. The effectiveness of different algorithms for Mc and b-value estimation are discussed. The sample size and the error level seem to affect the estimation of b-value, with implications for the reliability of the assessment of the future rate of large events and thus of seismic hazard.

Abstract [el]

Οι προσεισμοί αποτελούν τα πλέον υποσχόμενα πρόδρομα φαινόμενα για τη βραχυπρόθεσμη πρόγνωση των σεισμών, παρόλο που παραμένει άγνωστο το αν μια τέτοια πρόγνωση είναι εφικτή. Η χρήση της προσεισμικής δραστηριότητας ως ένδειξη ενός επερχόμενου μεγάλου σεισμού είναι αμφιλεγόμενη, κυρίως λόγω του περιορισμένου πλήθους των προσεισμών, γεγονός που πιθανά οφείλεται στην ανεπαρκή καταγραφή σεισμικών δεδομένων. Η άθροιση σεισμικών σειρών είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται προκειμένου να μελετηθεί η πιθανή παρουσία ενός γενικευμένου μοτίβου σεισμικότητας πριν από ισχυρούς σεισμούς. Η υπέρθεση σεισμικών ακολουθιών που προηγήθηκαν των κυρίων σεισμών αναδεικνύει μια αυξανόμενη μέση δραστηριότητα πριν από τους κύριους σεισμούς. Μια τέτοια συμπεριφορά θα μπορούσε να προκύψει και από την εγγενή τάση των σεισμών να ομαδοποιούνται χωρικά και χρονικά, με αποτέλεσμα τα παρατηρούμενα μοτίβα να έχουν περιορισμένη προγνωστική αξία. Τυχαιοποιημένοι έλεγχοι των πραγματικών δεδομένων υποδηλώνουν ότι ο παρατηρούμενος αυξανόμενος ρυθμός είναι στατιστικά σημαντικός σε σύγκριση με τη μεταβολή που οφείλεται στη γένεση απλών συστάδων σεισμών, αναδεικνύοντας την ύπαρξη προσεισμών αιτιολογικά συσχετιζόμενων με τους κύριους σεισμούς. Μια ενδεχόμενη αύξηση της ευαισθησίας των σεισμικών δικτύων πιθανά να συμβάλει στην αποτελεσματικότερη αναγνώριση των προσεισμών. Η πιθανότητα μιας τέτοιας βελτίωσης ελέγχεται με τη χρήση συνθετικών δεδομένων τα οποία προκύπτουν υπό προϋποθέσεις ως προς τη σεισμική διαδικασία. Οι επιπλοκές που μπορεί να προκύψουν από την παρουσία σεισμικότητας υποβάθρου και των μετασεισμικών ακολουθιών διερευνώνται αριθμητικά, με γενικευμένες περιπτώσεις και σενάρια που βασίζονται σε πραγματικά δεδομένα. Οι κατάλογοι που περιλαμβάνουν μικρότερους και επομένως περισσότερους σεισμούς μπορούν πιθανώς να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση των σεισμικών διεργασιών και στη μελλοντική πρόγνωση των σεισμών. Σημαντική πτυχή σε τέτοιες μελέτες αποτελεί η σωστή εκτίμηση των ιδιοτήτων των σεισμικών καταλόγων, όπως είναι το μέγεθος πληρότητας και η παράμετρος b. Η επίδραση των σφαλμάτων των μεγεθών που υπάρχουν στους σεισμικούς καταλόγους στην εκτίμηση των προαναφερθέντων ιδιοτήτων ερευνάται χρησιμοποιώντας συνθετικά μεγέθη στα οποία ενυπάρχουν κανονικώς κατανεμημένα σφάλματα. Κατά τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των διαφόρων μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του μεγέθους πληρότητας προκύπτει ότι το μέγεθος του δείγματος και του σφάλματος των μεγεθών μπορούν να επηρεάσουν την εκτίμηση της παραμέτρου b, με επιπτώσεις στην εκτίμηση του ρυθμού των μελλοντικών ισχυρών σεισμών και την αξιολόγηση του σεισμικού κινδύνου.

Place, publisher, year, edition, pages
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2017. 98 p.
Series
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1545
Keyword
Statistical Seismology, Earthquake Catalogue Statistics, Seismicity Patterns, Precursors, Foreshocks, Στατιστική Σεισμολογία, Κατάλογοι Σεισμών, Μοτίβα Σεισμικότητας, Πρόδρομα Φαινόμενα, Προσεισμοί
National Category
Geophysics
Research subject
Geophysics with specialization in Seismology
Identifiers
urn:nbn:se:uu:diva-328057 (URN)978-91-513-0042-9 (ISBN)
Public defence
2017-10-12, Hambergsalen, Villavägen 16, Uppsala, 13:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2017-09-20 Created: 2017-08-21 Last updated: 2017-10-17

Open Access in DiVA

fulltext(456 kB)321 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 456 kBChecksum SHA-512
9fc874f03ee2ed2ec9086b3eb0d7bbff501bbfd4af7e9bb222905c9d59fc3481fb62ce4cb565cfbada370f1dc01c40f96e071fc1a554224914726ab4745379d9
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records BETA

Adamaki, AngelikiRoberts, Roland

Search in DiVA

By author/editor
Adamaki, AngelikiRoberts, Roland
By organisation
Geophysics
Natural SciencesGeophysics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 321 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 485 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf