Jordskælv tilskadekomne estimering

Nylige fremskridt er at forbedre hastigheden og nøjagtigheden af ​​tabsestimater umiddelbart efter jordskælv, så sårede mennesker kan blive reddet mere effektivt. Efter større og store jordskælv, rednings agenturer og civile forsvar ledere hurtigt brug for kvantitative skøn over omfanget af den potentielle katastrofe, på et tidspunkt hvor oplysninger fra det berørte område, kan ikke endnu har nået omverdenen. For sårede under murbrokkerne hvert minut tæller. Til hurtigt at give skøn over omfanget af et jordskælv katastrofe er langt mindre af et problem i industrialiserede end i udviklingslandene. Denne artikel fokuserer på, hvordan man kan anslå jordskælvstab i udviklingslandene i realtid.

Behovet for teoretisk estimering menneskelige tab i realtid

For de første par dage efter et jordskælv, praktisk taget ingen informationsstrømmene fra midten af ​​det ødelagte område. Eksempler på det oprindelige undervurdering af omfanget af jordskælvet katastrofer i at udvikle såvel som industrialiserede lande er vist i figur 1. De ansvarlige eksperter troede i 4 dage, at dødstallet i jordskælvet Wenchuan, Mw 8 12. maj 2008 var mindre end 10.000.

Estimaterne af dødsfald fordelt på e-mail af World agentur for Planetary Overvågning og Jordskælv Risk Reduction inden for 100 minutter af jordskælvet Wenchuan var 55.000 ± 30.000, som omfatter det endelige vejafgift på omkring 87.000.

L'Aquila jordskælvet i 2009, et jordskælv M6.3, WAPMERR skøn af trafikdræbte var 275 ± 200, 22 minutter efter begivenheden. Den endelige dødstal var 287. I begge tilfælde den officielle dødsfald tæller var langsom til at afspejle det sande omfang af de katastrofer. Således kan teoretiske estimater af dødsulykker i realtid være nyttig til at reagere med en passende katastrofehjælp svar, selv om disse skøn har store fejl marginer.

Indkredse epicentret

Placeringen af ​​et jordskælv er nødvendigt at kende hurtigt til estimering tab. Det er beregnet ud fra de tidspunkter, hvor bølgerne den skaber ankommer seismografer omgiver kilden. En computer bevæger epicentret estimat tæt på de stationer, der rekord bølgerne første og langt fra stationer, der rapporteres bølgerne senere. Dette kan gøres i løbet af sekunder til nøjagtighed af 1 kilometer i regioner, hvor tætte seismograf netværk eksisterer med inter-station afstande på omkring 10 km. For det meste af verden, denne luksus er ikke tilgængelig, og det verdensomspændende seismograf netværket skal bruges til at estimere placering baseret på teleseismic data. Det betyder, at der ikke kan beregnes estimater af det sted, før bølgerne har rejst hundreder og tusinder af kilometer til stationer, der optager dem.

Kapløbet at vide om en ny jordskælv

Følgende agenturer distribuere estimater af breddegrad, længdegrad, dybde, og omfanget af verdensomspændende jordskælv hurtigt og med stor nøjagtighed. Den Geoforschungszentrum, Potsdam, Tyskland, leverer automatiske løsninger inden 8 minutter for alle større jordskælv i hele verden. National Earthquake Information Center i USA Geological Survey leverer løsninger, der er anmeldt af en seismolog inden for 17 minutter for alle større jordskælv i hele verden. Den europæiske-Middelhavs seismologiske center leverer revideret parametre for det meste i det europæiske område inden for 25 minutter. The Pacific Tsunami Warning Center og National Tsunami Warning Center National Oceanic og Atmospheric Administration leverer revideret parametre for jordskælv i det bredere Stillehavsområdet inden for 12 minutter.

Epicenter

Hvis epicentret er forkert tabet estimatet vil være usikkert. Fejl er introduceret i skøn over positionen for det meste på grund af heterogenitet af Jorden. Seismiske bølger rejser med forskellige hastigheder i forskellige bjergarter. Usikkerheder i realtid epicenters anslået af teleseismic midler er ± 25 km.

Dybde

Dybden er vigtigt, men usikre i top 50 km. Dybet af jordskælv går fra 0 til ca. 700 km væk. Generelt kun jordskælvene i de 100 km er tæt nok på bosættelser til at forårsage tab. Faldet i den bølge amplituder som funktion af afstand viser, at farlige intensiteter, I≥VII, ikke eksisterer ud over 30 til 50 km for større jordskælv. Således dybe jordskælv er normalt ikke af interesse for advarsler.

Dybden af ​​den energi frigivelse kan anslås præcist, hvis en seismograf station lige over jordskælvet registrerer bølgerne. Dette er normalt ikke tilfældet, og man må stole på teleseismic metoder til at estimere dybden.

Den teleseismic metode er at måle den tid, forsinkelse, hvormed den bølge reflekteres fra Jordens overflade over jordskælvet ankommer til en seismograf. Overfladen af ​​Jorden fungerer som et spejl. En bølge, der løber op imod det kan ikke rejse ud i luften, så det reflekteres tilbage ned i Jorden, rejser til den samme seismograf, der indspillede den direkte bølge lidt tidligere. Tidsforsinkelsen af ​​den reflekterede bølge afhænger naturligvis direkte på den ekstra afstand, den har rejst: fra hypocenter op til overfladen og ned til dybden af ​​hypocenter.

Denne metode fungerer fint, hvis hypocentral dybden Z & gt; 50 km, for i så fald direkte og reflekterede faserne er klart adskilt på rekord. For lavvandede dybder, forsinkelsen er så lille, at de to pulser på seismogram ikke er let genkendelig som separate impulser; det tager filtrering teknikker til at adskille og identificere dem.

Heraf følger, at dybden af ​​de lavvandede jordskælv, de mest farlige, må antages at være 25 ± 25 km, hvis der ikke er andre beviser til rådighed. Denne usikkerhed er omtrent den samme som epicentret. Der eksisterer en mulighed for at reducere denne fejl er baseret på historiske data, i nogle tilfælde. For regioner, hvor tektoniske stil og de fejl, der producerer jordskælvene er velkendte, kan man valgte en dybde antager det er den samme som i tidligere jordskælv, som dybden var blevet fastsat nøjagtigt.

Skøn over ryste

Størrelsen store jordskælv er ofte undervurderet, i første omgang. Standarden teleseismic mål for "størrelsen" af et jordskælv er overfladen bølge størrelsesorden, Ms, som skal udledes ved definition fra overfladen bølger med 20 sekunders periode. En mere pålidelig og mere moderne skalaen er, at i det øjeblik størrelsesorden, Mw.

Variationer af amplituder optaget med forskellige seismograf stationer skyldes mange årsager, men den gennemsnitlige størrelse stammer fra rapporter fra mange stationer, der har optaget jordskælvet bør være nogenlunde stabilt. Ikke desto mindre er de organer, der rapporterer source parametre er forskellige i deres omfang estimater med 0,2 enheder, i gennemsnit. Denne værdi tages som usikkerheden af ​​størrelsen skøn i realtid.

Der findes et særligt problem for store jordskælv; dem med M & gt; 8. Bølgerne med 20 sekunder periode, som definerer Ms, har bølgelængder på kun omkring 100 km væk. Det betyder, at de er for korte en målestok til at måle størrelsen af ​​brud, der væsentligt overstiger 100 km i længden. Af denne grund Mw blev indført, er baseret på bølgelængder på omkring 1000 km. Desværre har disse lange bølgelængder ikke bliver tilgængelige så hurtigt som kortere dem, hvilket resulterer i indledende undervurdering af omfanget af store jordskælv. Som et eksempel, for Tohoku, M9 jordskælv den 11. marts 2011, de oprindelige overslag var: GFZ M8.5, NEIC M7.9, TWC M7.9 og EMSC M8.0.

Intensiteten af ​​rystning aftager væk fra jordskælvet

Stærke jorden bevægelser skader bygninger, undertiden skabe sammenbrud. Rystelser af jorden aftager med afstanden fra frigivelse af energi, hypocenter, eller mere præcist udtrykt, fra hele området for sprængning. For at beregne intensiteten af ​​omrystning ved en given løsning, computeren ser op dæmpningen for seismiske bølger, der rejser afstanden til forliget pågældende.

Fejl er igen indføres gennem heterogenitet af Jorden. Tabet af energi langs den bølge stien ikke er nøjagtig de samme i alle dele af verden. Eksempler er vist i figur 2. For dårligt undersøgt regioner i udviklingslandene, kan usikkerheden på de estimerede intensiteter være betydelige, hvilket fremgår af de forskellige kurver, fordi dæmpningen er dårligt kendt.

En anden faktor, der kan føre til variationer i observerede intensitet omrystning er betingelsen for jorden under en bestemt struktur. Bølgerne forstærkes i ukonsoliderede jord i forhold til hård rock. I storbyer er jordbundsforhold og deres forstærkningsfaktorer kortlagt til microzonation formål. Denne type oplysninger er normalt ikke tilgængelige for bosættelser i udviklingslandene. Man må antage, at blandingen af ​​betingelser resulterer i et gennemsnitligt tab estimat for byen, samlet.

En intensitet, jeg, givet i romertal fra I til XII, beregnes for hver afregning, der tegner sig for størrelsen af ​​jordskælvet og dens afstand, og også tegner sig for den lokale forstærkning, hvis kendt.

Byggede miljø

Det byggede miljø er dårligt kendt for nogle lande. Kvaliteten af ​​bygninger er forskellig fra land til land og afvikling størrelse. Til estimering af skader på det byggede miljø, er man nødt til at beregne den skade, forventes for hver type af bygning til stede i en given løsning. For hver løsning er man nødt til at kende fordelingen af ​​bygninger i klasser med forskellig modstand mod stærke rystelser. En fælles skala til klassificering bygningstyper er den europæiske Macroseismic Scale

Fordelingen af ​​bygningstyper er forskellig i de industrialiserede lande og udviklingslandene, og også i landsbyer i forhold til byer i samme land. Mange jordskælv ingeniører arbejder på problemet med en bedre definition af verdens data om bygning egenskaber.

Når man kender fordelingen af ​​bygninger i klasser, er man nødt til at vurdere, hvor befolkningen fordeles i disse bygningstyper. Disse fordelinger er ikke identiske, fordi de højere kvalitet huse tendens til at husly flere personer pr bygning.

Jordskælvet i Haiti, viste M7.3 af 12. januar 2010, at kvaliteten af ​​byggeri i denne sag blev voldsomt undervurderet af den tekniske samfund. Hver ny ødelæggende jordskælv tjener som en kilde til nye oplysninger om at bygge ejendomme i regionen. I umiddelbar kølvandet på Haiti jordskælvet den 12. januar 2010 blev en fælles undersøgelse til vurdering af skader på bygningsmassen baseret på luftfotos udført af UNITAR-UNOSAT, EF-JRC, og Verdensbanken / ImageCAT til støtte af PDNA. Hancilar et al. har udviklet empiriske skrøbelighed funktioner baseret på telemåling og feltdata for de præ-dominerende bygningstypologier. Det internationale projekt Global Jordskælv model har til formål at producere et verdenskort over jordskælv risiko. Som en del af denne gigantiske indsats, vil datasæt blive forbedret, der er også behov for rigtige tidstab vurderinger. En af disse er datasættet på verdens boligejendomme.

Dødsfald kollapse bygninger

Sandsynligheden for, at en bygning af en given type kan kollapse hvis det udsættes for en vis intensitet omrystning er en vigtig parameter til beregning af forventede tab af menneskeliv. De svage bygninger, der er til stede i udviklingslandene er dem, der sandsynligvis vil kollapse ved moderate intensiteter.

Antallet af dræbte og kvæstede skønnes ved hjælp af en ulykke matrix, et bord, der giver procenterne af døde, sårede og uskadt blandt beboerne i en bygning, der kollapser. Denne fordeling afhænger meget af bygningen typen.

En bygning behøver ikke skjule at skade og dræbe; ved hvert skader grad der eksisterer en sandsynlighed for, at tab vil være resultatet.

Dataene i ulykke matricer er så dårligt kendt, at vi ikke kan give usikkerhed her. Dog er specialister arbejder på at lære mere om dette og relaterede problemer i estimering tab som følge af jordskælv.

Sporing befolkning og placering

Befolkning i fare i en given quake

Man skulle tro, at man bare kan slå op i befolkningen i alle bygder i et land i sin folketælling. Men det er ikke tilfældet for de lande, vi målretter mod. Datakilder på nettet omfatter World Gazetteer, National Geospatial-Intelligence Agency, og GeoNames for befolkningen ved bosættelser. Men disse lister er ufuldstændige, udelade små bygder. I mange lande summen af ​​befolkningen opført af de ovennævnte organisationer svarer kun 50% til 80% af den samlede befolkning som anslået i The World Factbook for CIA. Desuden er mange angivne steder uden koordinater, og andre med koordinater, men ikke befolkningen.

Belægningsprocent

Variationer af udlejningsgrad som funktion af tidspunktet på dagen og sæsonen. Den værste tid for et jordskælv til at strejke er den nat, fordi de fleste af befolkningen er indendørs. Den tid, hvor konsekvenserne er mindre alvorlige er de morgen- og aftentimerne, når landmændene er ude af døre og kontor- og fabriksarbejderne er pendling. Udsvingene i belægningsprocent har været anslår til at være omkring 35%.

I områder med stærk sæsonmæssige turisme, kan befolkningen svinge op til en faktor 10. Disse svingninger afhænger meget af placeringen. I øjeblikket findes der ingen verdensomspændende datasæt at tage højde for denne effekt i tabsestimaterne.

Forenklinger

Forenklinger er nødvendig, fordi verden er for stor til detaljer overalt.

Gennemsnit

Hvis man ønskede at estimere i realtid, hvad skade kan forventes til kritiske faciliteter man ville have at vide en hel del yderligere detaljer. For eksempel, jordtype anlægget hviler på de tegninger af konstruktionen til at beregne sit svar på forskellige frekvensbølger og frekvensspektret udstråles af jordskælv. Det kan gøres, men det er dyrt. I udviklingslandene, ikke alle disse oplysninger er tilgængelige.

Ved estimering tab i realtid, må man drage fordel af det faktum, at nogle bygninger er bygget til at kode, andre er ikke, nogle er placeret på hård rock, andre på konsoliderede sedimenter, og jordskælvet kan udstråle mere energi i den ene retning end i en anden. Opsummering forventede tab under forudsætning gennemsnitlige forhold kan ende med tilnærmelsesvis korrekt, selv om der findes lokale udsving i resultaterne.

Modeller for bosættelser

Fotografier taget fra rummet eller fra luften fly er meget nyttige for at samle en database for det byggede miljø af en by. Selv på billeder, der ikke er forbedret størrelse og type af bygninger, samt anvendelsen bygningen kan klart identificeres. Kvarterer i beboelsesejendomme alle lignende konstruktion og industrielle zoner kan kortlægges.

Højden af ​​bygninger kan estimeres fra skyggerne, de støbt i fotografier fra rummet og fra luften. Baseret på højde, anslår 3D-modeller af byer kan konstrueres som vist i eksemplet i Central Bukarest. Statslige kontorbygninger kan ses i midten, mens små beboelsesejendomme dominerer i Østen.

Tilføjelse fotografier af facaderne skudt fra gadeplan, kan detaljerede, realistiske modeller af byer bygges. Med denne ekstra oplysninger, er det muligt at bedre klassificere opførelsen typen af ​​hver bygning og uddybe detaljerne i modellen for det byggede miljø er nødvendig for nøjagtige estimater af tab som følge af jordskælv.

Men antallet af bosættelser i verden, som der foreligger befolkningsdata overstiger en million. For hver, koordinater, navn og en anslået befolkning er tilgængelig, men det er umuligt at analysere dem alle i detaljer som vist i figur 6, 7 og 8. Der er intet valg, men at placere hele befolkningen på én koordinatpunkt uanset forliget størrelse, og at tildele hver forlig en standard fordeling af bygninger i klasser med forskellig jordskælv modstand. Det eneste raffinement, man kan tillade sig, er at have forskellige standard modeller for forskellige lande og i mindst tre afregning størrelse for hvert land.

I en ideel tilfælde vil man gerne have detaljerede oplysninger om hver bygning og de ombordværende. Men med tusindvis af store byer i fare og hundreder af millioner af indbyggere i dem, det er for dyrt. En omkostningseffektiv måde at modellere en stor by er at behandle hver administrative distrikt som en separat løsning.

Forventet dødelighed ved bydel

I mange store byer, folketællingen indeholder oplysninger om befolkning og opbygning af materiel ved distriktet. En model af en by, hvor hvert distrikt har sin egen fordeling af bygninger i klasser og dens befolkning, er langt overlegen i forhold til den grundlæggende, primitiv model af et koordinatpunkt. Hvis man har ressourcer til at opdele en stor by i kvarterer, der indeholder lignende bygningsmasse, så en høj kvalitet model kan konstrueres på en stadig moderate omkostninger. Et eksempel på dødeligheden overslag i tilfælde af en fremtidig M8 jordskælv ud Lima, Peru, viser, at der er væsentlige forskelle mellem distrikter. Forskellene skyldes afstanden fra kilden antages, jordtype og kvaliteten af ​​bygninger. Ud over beregningen dødelighed for hele befolkningen, vil oplysninger om de steder og forventede skader tilstand skoler, hospitaler, brandstationer, politi stillinger, og kritiske anlæg være af stor værdi for redningsfolk. Men for at udvikle denne type oplysninger kræver en mere omfattende indsats i lande, hvor placering og byggekvalitet af disse faciliteter er ikke kendt.

Beregning af sandsynlige funktionalitet sygehuse efter jordskælv kræver specialiseret ekspertise. I nogle byer, har kunstfærdige indsats fra kommercielle virksomheder blevet gennemført, eller er på vej til at katalogisere oplysninger om et kvarter niveau, mere detaljeret end vist i figur 9. I industrielle lande detaljer i hvert hus med adresse er ofte kendt.

State of the art

Usikkerheder i realtid estimater

Usikkerheder i realtid estimater af menneskelige tab er en faktor to, i bedste fald. Man kan gruppen alvoren for at indføre fejl i tabsestimaterne grund af usikre input, i tre klasser: alvorlige, moderate, og ubetydelige.

Størrelsen af ​​de mest alvorlige fejl er en størrelsesorden. De kan genereres ved hypocenter fejl, forkerte data om bygningsmasse, og størrelse fejl for M & gt; 8 jordskælv. Forkerte antagelser om dæmpningen af ​​seismiske bølger kan indføre fejl en faktor 3.

Moderate fejl, typisk omkring 30%, kan indføres ved variationer størrelsesordener for M & lt; 8, jordbundsforhold og directivity af energi udstrålet. Andre unøjagtigheder i datasæt eller input bidrager fejl, der er ubetydelig i forhold til de førnævnte usikkerheder.

Eksisterende jordskælv tab alarm tjenester

Ved e-mail, har WAPMERR distribueret skøn over de menneskelige tab, ud over beregninger af gennemsnitlige skade for hver afvikling i deres database, efter jordskælv på verdensplan siden oktober 2003. Frem til maj 2010, blev disse skøn baseret på et program og datasæt kaldet QUAKELOSS, siden dengang de indberetninger er baseret på den anden generation af værktøj og datasæt kaldet QLARM, herunder et kort, der viser den gennemsnitlige skade forventes for de berørte bosættelser.

National Earthquake Information Center af USGS har udstedende PAGER indberetninger via e-mail siden april, 2009. De indeholder en farvekode afspejler alvoren af ​​begivenheden, at antallet af mennesker skønnes at have været udsat for de forskellige sandsynlige intensitet niveauer, tektoniske oplysninger om epicentral området, og konsekvenser, der havde resulteret fra tidligere nærliggende jordskælv.

Global Disaster Alert og Koordinering System) er blevet udstedelse farvekodede jordskælv advarsler siden september 2005. Disse rapporter indeholder kommentarer til de socioøkonomiske forhold i epicentral område. Som et mål for graden af ​​alvor, de bruger kun antallet af mennesker inden for sæt radier af afstanden. Denne information kan være misvisende, fordi de parametre, der styrer omfanget af en katastrofe, ignoreres.

Estimering tab som følge af tsunamien

Metoderne forklaret her kun vedrøre tab som følge af kraftige jord bevægelser. Skader på grund af tsunamier er ikke inkluderet. Samfundet forske tsunamier i øjeblikket kæmper med problemet med at gøre en hurtig beslutning, efter et jordskælv, om en tsunami er blevet genereret, hvor højt det kan være i det åbne hav, og endelig hvad de lokale køre ups bør forventes. Metoder til at beregne, hvad der sker med det byggede miljø, når en bølge strejker endnu ikke er udviklet.

Forbedringer i nøjagtighed

Menneskelige tab kan estimeres med tilstrækkelig nøjagtighed til at hjælpe katastrofeindsats til at mobilisere på passende måder. Ligegyldig hændelser kan identificeres i 99% af tilfældene, hvilket betyder, at redningshold ikke behøver at spilde tid og energi til unødigt mobilisere. Selv om usikkerheder i estimering menneskelige tab i realtid er store, de tillader en at straks identificere katastrofale sager, der kræver opmærksomhed. Nogle af de usikkerheder i input-parametre ikke kan forbedres, og vil forblive som fejlkilder. Dog kan usikkerheden på andre parametre, især databaser, nedsættes med forskning. Nogle af de vigtige parametre er næsten ikke blevet undersøgt. Fordi mange mennesker arbejder på dette problem, vil realtid skøn over menneskelige tab efter jordskælv bliver mere præcis og mere nyttigt.

  0   0
Forrige artikel Peltogyne
Næste artikel Changi Lufthavn Skytrain

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha