تعيين منحني تضعيف تجربي و مقياس بزرگي محلي (‏ML‏) براي شمال باختر ايران ‏ ‏ بر پايه روش ‏JHD

Determination of Empirical Distance Attenuation and the Local-Magnitude Scale for ‎Northwest Iran with JHD Technique

وجود داده هاي زياد كه توسط شبكه لرزه نگاري تبريز در سال هاي اخير ثبت شده است، سبب شد تا در اين نوشتار منحني تضعيف و مقياس بزرگي محلي (‏ML‏) با استفاده از روش‎ JHD‏ ‏‏(‏Joint Hypocentral Determination‏) براي منطقه شمال باختر ايران تعيين شود. ‏ML‏ يك مقياس بسيار مفيد در مهندسي است. بسياري از سازه ها داراي پريود طبيعي نزديك به دستگاه ‏وود- اندرسون (8/0 ثانيه) هستند و گستره خسارت زمين‌لرزه خيلي مرتبط با اين مقياس است‎.‎‏ بنابراين، براي تحليل خطر جامع، وجود كاتالوگي با اين مقياس مورد نياز است. در اين پژوهش از ‏‏6518 رويداد با 103467 ركورد (شامل 68978 مولفه افقي و 34489 مولفه قايم ) كه از سال 1996 تا 2009‏‎ ‎در محدوده جغرافيايي 43 تا 52 درجه خاوري و 34 تا 41 درجه شمالي رخ داده اند و ‏توسط شبكه لرزه‌نگاري تبريز ثبت شده اند، استفاده شد‎ .‎پس از تبديل شكل موج ها به ركورد ساختگي وود- اندرسون دامنه‎ ‎ها بر پايه اندازه گيري دامنه قرايت شده بر پايه ميانگين حسابي مقادير ‏افقي خط مبنا تا پيك استخراج و در محاسبه بزرگي استفاده شد. در روش هاي جاري وارون‎ ‎سازي (‏Inversion‏) براي تعيين مقياس بزرگي مقادير بزرگي زمين‌لرزه‌ها، تصحيح ايستگاه ها و دو ‏ثابت موجود در رابطه بزرگي (مرتبط با پديده گسترش هندسي و تضعيف ناكشسان) كه بازتاب كننده تغييرات دامنه به عنوان تابعي از فاصله هستند، به طور همزمان تعيين مي شوند. در اين ‏روش ها افزون بر اين كه نيازمند مقداردهي اوليه و حل تكراري هستند، مقادير بزرگي و تصحيح ايستگاهي سرشكن مي شوند. ولي در روش ‏JHD‏ امكان حل سامانه معادلات در دو مرحله و ‏بدون تكرار و مقادير اوليه وجود دارد و از سوي ديگر مقادير بزرگي و تصحيح ايستگاهي سرشكن نمي شوند. بنابراين، در اين پژوهش از اين روش براي تعيين مقادير كاليبراسيون استفاده شد ‏كه در پايان تابع تصحيح تجربي‏‎ ‎به‌صورت ‏‎-logA0=1.4050log(r/100)+0.0019(r-100)+3.0‎‏ به‌دست آمد كه ‏r‏ فاصله كانوني به كيلومتر و ‏A0‎‏ دامنه برحسب ميلي‌متر است. با محاسبه دوباره ‏MN‏ رخدادها و مقايسه آنها با ‏ML‏ براي زمين‌لرزه با بزرگي هاي ‏‎1?ML?6.2‎‏ در اين پژوهش رابطه‏MN=0.9177ML+0.6159 ‎‏ به‌دست آمد كه نشان مي دهد براي بزرگي‌هاي با ‏‎3.5?ML?6‎‏ ‏فرض برابري ‏MN=ML‏ فرض منطقي‎ ‎‏ است.‏

The availability of a large amount of seismic waveform data recorded by the Tabriz seismic network during‎‏ ‏the recent years has motivated this ‎study to develop relations for the Empirical Distance Attenuation and the Local-Magnitude Scale‏ ‏with Joint Hypocentral Determination (JHD) ‎technique for the‎‏ ‏northwest of Iran from digital horizontal components of the seismic waveform data records. ML is a very‎‏ ‏useful scale for ‎engineering. Many structures‏ ‏have natural periods close to that of‏ ‏a Wood-Anderson instrument (0.8 s), and‏ ‏the extent of earthquake damage is ‎closely‏ ‏related to ML. Therefore, any comprehensive seismic‎‏ ‏hazard analysis one needs a calibrated magnitude relationship‏ ‏as well as an ‎earthquake catalog for the study region.‎‏ ‏It is a well-known fact that regional geology has a great influence‏ ‏on the magnitude relations. We ‎considered a large data set of waveforms (68978 recordings for the‎‏ ‏horizontal components and 34489 for the vertical) to calibrate a local ‎magnitude scale‏ ‏valid for northwestern Iran. The data‏ ‏refer to 6518 events occurring in the period from 1996 to 2009 in the‎‏ ‏area between 34 and ‎‎41 N and 43 and 52 E. We calculated the associated synthesized Wood‏ ‏Anderson seismogram for each SS-1 waveform, which is a velocity ‎instrument. The procedure of calculating coefficients is based on the arithmetic mean of Horizontal component amplitudes. Current techniques for ‎the development of a local magnitude scale involve‏ ‏the simultaneous determination of the following: the magnitudes of a number‏ ‏of earthquakes, ‎site-specific correction terms for each of the recording stations, and‏ ‏the two constants in the equation engaged to represent the variation of ‎amplitude as a‏ ‏function of distance. Therefore, we used the JHD technique for inversion. The resulting distance-correction function can be ‎expressed as –log A0=1.4050 log (r/100) + 0.0019 (r-100) +3.0, with amplitude A0 in millimeters and hypocentral distance r in kilometers, ‎showing a strong attenuation with distance. The distance-correction function can be expressed as –log A0=1.4050 log (r/100) +0.0019 (r-100) ‎‎+3.0, with amplitude A0 in millimeters and hypocentral distance r in kilometers, showing a strong attenuation with distance. The Nuttli`s MN ‎magnitude for each event was determined and compared with ML. ML is related to MN by MN=0.9177ML +0.6159‎‏ ‏for earthquakes with 1?ML?6.2 ‎in this region. This equation indicates that ML=MN is a reasonable inference in a wide magnitude range of 3.5?ML?6 in the northwest of Iran.‎