1. Архитектура Системы связи СПЦ:
- верхний уровень (обмен сообщениями между российскими и зарубежными Центрами цунами, донесения в Росгидромет, МЧС и т.д.);
- нижний уровень (сбор данных от автоматических постов наблюдения за уровнем моря, обмен телеграммами с ГМС).
2. Состояние системы сбора данных. Камчатка: В настоящее время из 7 имеющихся АП работают 5 (Водопадная, Корф, Никольское, Озерная и Петропавловск). В 1 кв. 2017 г. поступило 93.4%. измерений (показатель работы связи). Сбор данных от этих АП составил 74.1%. Сахалин: В настоящее время из 11 имеющихся АП работают 4 (Поронайск, Стародубское, Углегорск, Холмск). Работа связи 88.3%, средний процент сбора данных 88.2%. Приморье: Сбор данных от всех 6 АП Приморского УГМС осуществляется устойчиво. Средний процент сбора данных составил в 1 кв. 2017 г. 99.6%. Однако сбор ведется только по сотовой связи, т.е. в любой экстремальной ситуации данные от АП Приморского УГМС перестанут поступать. Дальневосточное УГМС: С момента ввода в эксплуатацию АП Советская Гавань работал устойчиво, сбор данных составлял 99.8%. Однако с 11.12.2015 г. после выхода из строя датчика уровня моря Андера связное оборудование на АП было отключено.
3. О работе глубоководных станций DART (Россия).

Необходимые для оценки цунами опасности побережий сценарные расчеты распространения волн цунами от области зарождения этих волн к побережью нуждаются в формировании совокупности начальных возмущений. Полнота и адекватность этой совокупности в значительной степени определяют качество получаемой оценки. Такие начальные возмущения определяются, как правило, с помощью модели очага подводного землетрясения, предложенной в работах Г.C. Подъяпольского, В.К. Гусякова, Y. Okada. Известны два подхода к формированию совокупности гипотетических цунамигенных землетрясений. Один из них, называемый здесь «детерменистским», состоит в явном определении значений параметров механизмов очагов на основе доступной специалистам системы представлений о сейсмотектонике исследуемой области. Второй «вероятностный» подход предполагает задание этих параметров неявно, в виде законов их распределений, которые затем используются для случайной генерации конкретных очагов. Таким образом, возможен учет неопределенностей в экспертных оценках параметров. Достоинства указанных подходов вполне очевидны, однако каждый из них обладает и определенными недостатками. Оба подхода зачастую сталкиваются с отсутствием необходимых и достаточно полных экспертных знаний о региональной сейсмотектонике. Кроме того, «вероятностный», в силу большого размера пространства параметров, порождает очень большие по объему (порядка 1 000 000) наборы модельных очагов, требующие использования очень больших вычислительных ресурсов. Эти проблемы могут быть несколько смягчены за счет выявления части наиболее значимых параметров и концентрации усилий на них. Разработка методик оценки значимости входных параметров на качество получаемых результатов (sensitive analysis) началась в середине XX века и продолжается в настоящее время. В настоящем докладе излагаются результаты такой оценки значимости относительно российской части япономорского побережья для модельных цунамигенных землетрясений расположенных в акватории Японского моря вблизи побережья Японии. Эта работа выполнялась по методике, близкой изложенной в статьях. Полученные оценки оказались довольно близки оценкам авторов работы выполнявших исследования цунамиопасности участка побережья Аляски. Этот результат наводит на мысль о возможной универсальности или устойчивости иерархии параметров механизмов очагов цунамигенных землетрясений по их значимости относительно выбора региона.

В настоящей работе проведены вычислительные эксперименты для исторических очагов цунами в Японском море. На основании результатов могут быть детализированы пороговые значения магнитуды в зависимости от положения источника землетрясения. Это повысит эффективность Службы предупреждения о цунами, как за счет сокращения числа ложных тревог, так и за счет снижения риска фатального пропуска цунами.

В ряде работ представлены результаты моделирования Симуширских цунами 2006 и 2007 гг. вблизи Курильских островов от реконструированных подвижек морского дна на основе детальной сейсмологической информации с использованием модели Окада. В отличие от этих работ представлены результаты расчета форм цунами 2006, 2007 и 2009 гг. вблизи побережья Курильских островов без использования сейсмологической информации. Расчет выполнен по данным удаленной от Курильских островов станции DART 21414, время пробега цунами до которой превышает 2 час. Расчетные формы сравниваются с немногочисленными записями цунами и данными полевых обследований следов цунами на побережье центральных Курильских островов.

Сильнейшие землетрясения верхних частей зон субдукции порождают заметные разнообразные изменения рельефа дна и прилегающего побережья. При типичном расположении очага в верхней части зоны субдукции берег обычно оказывается в области опусканий. При исследовании палеоземлетрясений наблюдение подобного явления несет полезную информацию о магнитуде соответствующего события. Однако, поскольку координаты очага обычно не известны, и он мог располагаться на большом расстоянии от изучаемого участка берега, удается получить оценку лишь нижней границы возможных магнитуд, а верхняя граница остается произвольной. Представлен способ оценки магнитуды по одиночному измерению опускания. Используется известная геометрия зоны субдукции (двумерной поверхности), типичные для района механизмы землетрясений и, на первой стадии, предположение об однородной подвижке в очаге события. Методика основана на вычислении функции Грина для заданной точки побережья и ее движения, порожденного точечной дислокацией, расположенной в зоне субдукции. Полное опускание в исследуемой точке получается путем интегрирования функции Грина по поверхности очага, расположенного в зоне субдукции. При этом одно и то же опускание может порождаться различными очагами. Для поиска очага минимальной площади используется процедура аналогичная интегрированию по Лебегу, то есть суммированию в порядке убывания функции Грина. Интегрирование ведется до достижения необходимой величины опускания берега. Далее используются эмпирические соотношения, связывающие площадь найденного очага с магнитудой землетрясения. Минимизация площади очага обеспечивает минимизацию магнитуды. Описан также более сложный вариант методики, учитывающий возможность присутствия в очаге неоднородностей – «асперити». Приведены примеры применения методики, основанные на данных, полученных в результате исследований геологического строения морских аккумулятивных террас на восточном побережье Камчатки.

Детальные исследования морских аккумулятивных террас на восточном побережье Камчатки позволили выявить в их геологическом строении следы быстрых вертикальных перемещений берега относительно уровня моря. Эти явления удается сгруппировать по возрасту в несколько крупных событий, которые естественно интерпретировать как древние мегаземлетрясения. На Юге Камчатки (южнее Шипунского полуострова) выявлено три таких события за доисторический период времени, охватывающий последние ~3.5 тыс. лет. Т.к. все выявленные этапы опускания побережья не были связаны с колебанием абсолютного уровня моря, они были проинтерпретированы как следы древних мегаземлетрясений. События сопровождались резким опусканием прибрежной полосы на протяжении десятков и даже сотен километров. При этом выявляется четкая закономерность в распределении амплитуд опусканий. Все побережье разделяется на два участка. Если на побережье Авачинского залива наблюдаются опускания примерно на 1 м, то южнее на протяжении примерно 150 км те же события вызывают погружения берега более чем на 3–4 м. Численном моделирование движений земной поверхности, происходящих при сильных землетрясениях, позволило построить модели очагов, количественно объясняющие указанные наблюдения, и оценить магнитуды палеоземлетрясений. Для достижения указанных амплитуд вертикальных перемещений берега очаги землетрясений, по-видимому, должны были охватывать по ширине весь пологий участок Камчатской зоны субдукции (~150 км). При этом по простиранию очаги протягивались на сотни км, но располагались полностью южнее Авачинского залива, не распространяясь в его пределы. Амплитуда подвижки в очаге составляла примерно 30 м, а магнитуды выявленных палеоземлетрясений составляли не менее 9.5. По-видимому, эти события являлись сильнейшими из произошедших на Камчатке за последние 3.5 тыс. лет.

Решение задач о накате длинных поверхностных волн цунами на берег затруднительно: даже мельчайшие недочеты в задании рельефа дна прибрежной зоны существенно влияют на точность вычислений. В условиях, когда цена ошибки высока, необходимы максимально релевантные методы верификации алгоритмов. Один из известных примеров – задача о колебаниях жидкости в бассейне, профиль дна которого является поверхностью второго порядка, решаемая в рамках теории мелкой воды. Эта задача является нелинейной и двухмерной, и, благодаря выбранному профилю дна, не требует для решения дополнительных аппроксимаций, понижающих возможности ее применения. Это делает ее уникальной, а тестовые задачи, основанные на этой теории – востребованными. Основными целями исследования являлись нахождение точного решения данной задачи и построение эффективных тестов на его основе. Были получены законы движения в случаях, когда профиль дна является параболоидом или плоскостью, причем учитывались и силы Кориолиса, и влияние донного трения. Были протестированы численные алгоритмы на основе метода «Крупных частиц» (Large Particles): консервативный, неконсервативный и комбинированный. Сравнение с точным решением позволило проанализировать качество алгоритмов, а также модифицировать комбинированную схему. Была предложена новая процедура выбора «областей неконсервативности», были добавлены численные аналоги интегральных законов сохранения. Полученные результаты могут помочь в дальнейших исследованиях при выборе оптимальных алгоритмов расчета.

Восточная часть Японского моря характеризуется высокой мелкофокусной сейсмической активностью. Вдоль западного побережья островов Хонсю, Хоккайдо и Сахалин регулярно происходят землетрясения с магнитудой 6.5–7.7, часть из которых инициируют цунами. Только в ХХ веке произошло четыре таких события. К примеру, цунами 1993 г., произошедшее вблизи о. Хоккайдо привело к гибели более 200 человек в Японии и значительному материальному ущербу в Приморском крае. В настоящей работе, используя известные параметры очагов цунамигенных землетрясений, были рассчитаны косейсмические смещения на побережье Японского моря. Анализ этой информации позволяет изучить вопрос о возможности использования ГНСС-методов для определения косейсмических смещений в режиме реального времени и их использования для моделирования параметров очага цунамигенного землетрясения с целью раннего предупреждения о цунами как в Японии, так и на побережье Приморского края.

В работе представлены показатели оперативной работы Информационно-обрабатывающего цента «Петропавловск» по обработке землетрясений в рамках Службы предупреждения о цунами и Службы срочных донесений за 2016–2017. Произведены оценки соответствия временным нормативам и оценки расхождения параметров очагов, полученные ИОЦ в оперативном режиме с окончательным каталогом КФ ФИЦ ЕГС РАН, а также с другими сейсмическими агентствами (NEIC USGS). Показано, что качество работы ИОЦ удовлетворяет действующим регламентам.

Впервые на побережье Авачинского залива, от устья реки Вахиль до Халактырского пляжа, были изучены отложения цунами за последние ~4200 лет. Для оценки величин вертикальных и горизонтальных заплесков цунами мы провели реконструкцию изменения положения древних береговых линий во времени. Для корреляции и датирования отложений цунами, а также при восстановлении положения древних береговых линий применялся метод тефрохронологии. В ходе исследований также были выявлены следы трех косейсмических опусканий, запечатленных в строении морских аккумулятивных террас в виде погребенных уступов размыва. Эти уступы прослежены вдоль побережья Авачинского залива на протяжении около 70 км, для каждого уступа оценена величина амплитуды опускания в разных точках наблюдений. Период времени между отдельными косейсмическими опусканиями составил от 1000 до 1200 лет. Косейсмические опускания оказались сопоставимы по возрасту (одновозрастные?) с выявленными нами ранее (Пинегина, 2014) к югу от Петропавловска-Камчатского. Предполагается, что данные косейсмические деформации связаны с сильнейшими субдукционными землетрясениями (Mw~9) с широкими очаговыми зонами напротив южной Камчатки.

Созданы три новых региональных шкалы для магнитудной классификации землетрясений Дальнего Востока России по амплитудам поверхностных волн 20, 40 и 80 с. Шкала M_s(20R), использующая периоды поверхностных волн 20 с, позволяет сохранять историческую преемственность с классической шкалой M_s Гутенберга. Использование шкалы M_s(20R) для изученного региона в интервале эпицентральных расстояний 20°–40° может быть рекомендовано как уточнение для этого диапазона расстояний стандартной шкалы M_s(20). Региональная шкала M_s(20R) была внедрена в службу оповещения о цунами дальнего Востока России и включена в алгоритм автоматического оперативного анализа данных БЛИЦ. Шкалы M_s(40) и M_s(80) используют нестандартные периоды поверхностных волн – 40 и 80 с. Рассмотрена возможность применения региональных магнитудных шкал для уточнения оперативной оценки магнитуды промежуточных и глубоких землетрясений по данным поверхностных волн. Все три шкалы имеют четкую спектральную привязку, что дает им существенные преимущества при использовании в оперативном прогнозе цунами для побережий Дальнего Востока России. Можно полагать, что новая методика построения магнитудных шкал будет применима и в других регионах России и мира.

Резонансные периоды заливов и бухт, на побережье которых расположены основные порты Дальневосточного региона России, соответствуют диапазону проявления волн цунами. По этой причине цунами проявляется в большинстве портов как резкое усиление резонансных моде этих акваторий (сейш). Развернутая сеть телеметрических регистраторов Службы предупреждения о цунами и постановка автономных станций ИМГиГ ДВО РАН позволила получить инструментальные записи ряда цунами последних лет, включая опасные Чилийское 27.02.2010 и Тохоку 11.03.2011 события, о многих портах. Это позволило оценить основные периоды и продолжительность резонансных колебаний, их определяющую роль в формировании волнового поля. Для некоторых портов для определения пространственной структуры (положения пучностей и узловых линий) резонансных мод выполнено численное моделирование. Особое внимание уделено сверхнизкочастотным для цунами колебаниями с периодом около 5 часов (Авачинская губа, залив Анива).

Количественные оценки опасности цунами (возможных высот редкой повторяемости) необходимы для выработки оптимальных планов застройки прибрежных территорий на Дальнем Востоке России и обеспечения безопасного проектирования объектов, которые, в силу их специфики, нельзя вынести из опасной зоны. Разработанная в ИМГиГ ДВО РАН методика опирается на сведения о высотах заплесков исторических цунами в отдельных пунктах изучаемого побережья и построение региональной модели цунами-активности. Для построения пространственного распределения высот волн вдоль побережья (карты цунамирайонирования) моделируются все значимые события, имевшие место в регионе. Пункты, в которых имеются сведения о заплесках, используются для настройки модели. При таком подходе карты цунамирайонирования необходимо регулярно обновлять, именно этому посвящена данная работа (с момента создания прежней версии карты прошло более 10 лет). Также использованы элементы сценарного подхода, основанного на расчете магнитуд землетрясений редкой повторяемости и моделировании гипотетических цунами.

We will present a new approach for empirical assessment of tsunami recurrence parameters namely, the mean tsunami activity rate λ, the Soloviev-Imamura frequency-magnitude power law b-value, and the coastline-characteristic, maximum possible tsunami intensity Imax. The three recurrence parameters are estimated by maximum likelihood procedure using only tsunami event catalogues. The procedure account incompleteness of the tsunami catalogue, uncertainty in the tsunami intensity determination, and uncertainty associated with the parameters in the applied tsunami occurrence models. Aleatory and epistemic uncertainty is introduced in the tsunami models by means of the use of mixture distributions. The procedure is applied to estimate the probabilities of exceedance and return periods for tsunamis in the tsunamigenic regions of Japan, Kuril-Kamchatka and South America.