Analiza si prognoza seismicitatii Romaniei
AFROS
Descrierea Proiectului
Descriere succintă a proiectului pentru public
Rezumat
Teritoriul României se caracterizează printr-o seismicitate moderată spre ridicata. În special zona Vrancea este cunoscută pentru producerea de cutremure relativ mari de adâncime intermediară care prezintă un risc ridicat pentru capitala tarii (București) dar și pentru alte orașe importante. Alte regiuni seismice, cum ar fi Galați, au cunoscut, de asemenea, recent o activitate seismică importantă care a afectat orașul Galați și zonele învecinate. In cadrul acestui proiect ne propunem să construim un sistem de analiză si prognoză complet pentru seismicitatea românească, bazat pe modele de analiză si prognoză de ultimă generație, care sunt utilizate în prezent în țări seismice precum SUA, Japonia, Italia și Grecia. Avem în plan să folosim instrumente avansate statistice și de învățare automată si inteligenta artificiala pentru a cuantifica caracteristicile spațiale și temporale ale seismicității românești care pot fi utilizate pentru previziuni seismice de termen scurt (zile până la săptămâni) și medii (luni până la un an). Rezultatele științifice ale proiectului vor fi publicate în reviste internaționale dar și pe un site web dedicat, care va avea ca scop final prezentarea informațiilor pertinente privind prognoza seismica în timp real.
Obiective
Proiectul AFROS își propune crearea unui cadru integrat de monitorizare, analiză și prognoză a seismicității teritoriului României. Pe lângă tehnicile tradiționale utilizate pentru analiza și prognoza seismicității (de exemplu, modificări temporale ale ratei de apariție a cutremurelor și / sau distribuției frecvenței-magnitudine, proiectul va explora noi algoritmi de învățare automată (machine learning - ML) care pot dezvălui mai bine caracteristicile „ascunse” ale complexității apariției cutremurelor. Testarea statistică va fi făcută pentru a discrimina modificările eronate ale seismicitatii de cele care pot fi fundamentate din punct de vedere geofizic, ca avand un potențial caracter precursor.
Principalele obiective ale proiectului pot fi rezumate după cum urmează:
(1) Cuantificarea modelelor de seismicitate pentru cutremurele vrancene de adâncime intermediară și seismicitatea crustală, superficială, care are loc în mai multe regiuni seismogene din România. Așa cum vom explica în detaliu în proiect, această cuantificare implică utilizarea ambelor abordări tradiționale, bazate pe distribuția spațiu-timp frecvență-magnitudine a cutremurelor, proprietăți de grupare spațiu-timp și modificări ale stresului static Coulomb, precum și abordări noi, exploratorii care se bazează pe învățarea automată (ML).
(2) Prognozarea seismicității, pe baza modelelor definite la (1). Prrognoza va fi testata pentru diferite ferestre de timp, definite aici ca fiind de termen mediu (un an, trei luni) și scurt (o lună, o săptămână), urmând în general cadrul de prognoză CSEP Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (Studiu in colaborare a predictivității cutremurelor de pamant). Acest pas necesită, de asemenea, alegerea unor teste statistice adecvate pentru evaluarea performanței prognozelor. Planificăm să proiectăm o platformă dedicată de internet, unde datele și algoritmii vor fi încorporați cu scopul de a genera prognoze semi-automate.
(3) Incorporarea altor date geofizice, pe lângă seismicitate, în monitorizare, analiză și prognoză. Ne referim aici la dioxidul de carbon, emisiile de radon, ionizarea aerului și datele electromagnetice care sunt deja înregistrate de o rețea multidisciplinară de senzori din regiunea Vrancea. Vom analiza posibilele corelații ale acestor observabile cu seismicitatea și creșterea acuratetii prognozelor datorita acestor date geofizice.
Rezultate estimate
Proiectul propune crearea, în premieră pentru teritoriul României, a unor algoritmi de prognoză seismică care vor putea - ca finalitate - să fie aplicați în timp real (sau cvasi-real). Acest efort se încadrează într-un cadru internațional mai larg de înțelegere a diferitelor regimuri de seismicitate, precum și interacțiunea spatio-temporală între cutremure, de monitorizare și prognoză a seismicității.
Echipa Proiectului isi va concentra efortul pentru estimarea și prognozarea parametrilor seismicității de adâncime intermediară din zona Vrancea. Algoritmii folosiți vor beneficia, de asemenea, de folosirea unor tehnici ML (machine learning). Cei doi doctoranzi participanți la proiect vor fi special pregătiți pentru a dobândi expertiza adecvată. Cu modificările de rigoare pentru a ține cont de diferențele de regim seismic, vom elabora de asemenea algoritmi pentru estimarea și prognozarea parametrilor seismicității crustale de pe teritoriul României.
Proiectul va investiga de asemenea posibile corelații între observațiile geofizice (de exemplu variații ale emisiilor de radon sau ale câmpului electromagnetic) și seismicitate.
Activitățile menționate anterior vor cuprinde elaborarea unor rapoarte de cercetare sau referitoare la pregătirea celor doi doctoranzi, crearea unei pagini de web care să reflecte desfășurarea și activitățile proiectului, prezentarea rezultatelor proiectului la conferințe naționale/internaționale, publicarea unor lucrări în reviste de specialitate cotate ISI și crearea unor pliante informative. Vom realiza de asemenea o platformă funcțională pentru vizualizarea datelor și detectarea anomaliilor de seismicitate.