Долгосрочный прогноз динамики сейсмической активности Земли

На первом этапе была исследована динамика изменений ежемесячных чисел земле­трясений с M>6.5, за период с 1976 по май 2010 годы, сглаженный 11-летними скользящими средними. На рис.1 приведен график изменений ежемесячного числа землетрясений с M>6.5 прямолинейный и синусоидальный тренды, отражающие динамику и цикличность в исследуемом процессе. Описываемые синусоидой циклы имеют период около 18 лет. Продолжение синусоиды с мая 2010 года по 2016 год, позволяет сделать прогноз общей динамики изменений ежемесячных чисел землетрясений. Таким образом, как следует из прогнозной части синусоиды, с 2010 по 2016 годы ожидается повышение уровня сейсмической активности.

Прямолинейный тренд также указывает на устойчивую динамику повышения ежемесячных чисел землетрясений во времени. Таким образом, прямолинейный и синусоидальный тренды, накладываясь друг на друга, усиливают суммарный эффект повышения числа землетрясений с 2010 по 2016 годы.


Красным - синусоидальный тренд с прогнозным графиком сейсмической активности;
черным - график числа землетрясений, сглаженный 11- месячными скользящими средними; зеленым – прямолинейный тренд; цифры 1-17 отражают 2-3 –летние циклы сейсмической активности.

В то же время, на графике отчетливо выделяются циклы с периодами от 1,5 до 3-х лет (на графике они пронумерованы от 1 до 17-ти). Таким образом, наложив указанные циклы на синусоиду, мы получили прогнозный график глобальной сейсмической активности с 2010 по 2016 годы, в пределах которого выделяются два малых цикла сейсмической активности с периодами, в среднем, 2-3 года. В первом цикле прогнозируется максимальное значение числа сильных землетрясений в 2011 году, в 2012 году ожидается относительное снижение активности и в 2013-2015 годах прогнозируется второй, более высокий, пик сейсмической активности, после которого ожидается снижение.

Для большей объективности исследований мы попробовали применить другой подход к долгосрочному прогнозированию глобальной сейсмической активности. На рис.2 показан график ежемесячных чисел землетрясений с M>6.5, за период с 1976 по май 2010 годы. Максимальные значения наиболее высоких пиковых значений числа землетрясений выделены красными точками. Если более внимательно рассмотреть график, то будет заметно, что расстояния между пиковыми значениями (красными точками) соответствуют периодам ранее выделенных циклов, в среднем, 1,5-3 года. Мы составили тренд, огибающий пиковые значения, отмеченные красными точками. Как видно из рисунка, тренд, огибающий пиковые значения также описывается синусоидой с периодом около 17-18 лет.


Синим - график ежегодного числа землетрясений; красным – синусоидальный тренд; Черным – прямолинейный тренд; зеленым - прогнозный график сейсмической активности для землетрясений с M>8.

Применяя принцип, суммирующий динамику прямолинейного и синусоидального трендов и циклы с периодом 2-3 года, мы получили прогнозную часть графика (показано зеленым), в которой 2011 и 2013 годы отражают максимальные уровни глобальной сейсмической активности Земли с относительным минимумом в 2012 году. В 2016 году прогнозируется существенное снижение сейсмической активности.

Исследуем динамику катастрофических землетрясений с M>8 за период с 1900 года по май 2010 года с целью долгосрочного прогнозирования, рис. 4.

<!--IMG1--><!--IMG1-->


Синим - график ежегодного числа землетрясений; красным - синусоидальный тренд; черным - кривая, огибающая максимальные значения графика числа землетрясений; голубым – прямолинейный тренд; зеленым - прогнозный график сейсмической активности для землетрясений с M>8.

Как и в предыдущих случаях, в данном процессе график аппроксимирован прямо­линейным (голубым) и синусоидальным (красным) трендами, рис. 4. Прямолинейный тренд отражает устойчивую динамику увеличения числа катастрофических землетрясений во времени. Синусоидальные тренд позволил выявить более крупные циклы сейсмической активности с периодом 75-лет (1905-1980). Максимум очередного цикла глобальной сейсмической активности приходится на период 2011-2015 годы. На графике также отчетливо проявились циклы с периодом, в среднем, 2-3 года. Суммируя динамику прямолинейного и синусоидального трендов и циклов с периодом 2-3 года, получаем прогнозную часть графика (зеленым) с максимумами в 2011 и 2013 годах и относительным минимумом, в 2012 году.

Еще одним показателем, как отмечалось выше, могут быть пиковые значения наиболее высоких циклов сейсмической активности, показанные на графике красными точками. Наиболее эффективно распределение пиковых значений описывается параболическим трендом, показанным на графике черным цветом. Параболический тренд позволил нам определить примерные амплитуды прогнозируемых циклов сейсмической активности с максимумами в 2011 и 2013 годах.